પદાર્થનો ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક કેવી રીતે માપવામાં આવે છે? ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક

ડાઇલેક્ટ્રિક́ રાસાયણિક પ્રવેશ́ ક્ષમતામાધ્યમ - ઇન્સ્યુલેટીંગ (ડાઇલેક્ટ્રિક) માધ્યમના ગુણધર્મોને દર્શાવતો ભૌતિક જથ્થો અને વોલ્ટેજ પર વિદ્યુત ઇન્ડક્શનની અવલંબન દર્શાવે છે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર.

તે ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડના પ્રભાવ હેઠળ ડાઇલેક્ટ્રિક્સના ધ્રુવીકરણની અસર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે (અને આ અસરને દર્શાવતા માધ્યમની ડાઇલેક્ટ્રિક સંવેદનશીલતાના મૂલ્ય સાથે).

ત્યાં સંબંધિત અને સંપૂર્ણ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકો છે.

સંબંધિત ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક ε પરિમાણહીન છે અને બતાવે છે કે માધ્યમમાં બે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું બળ શૂન્યાવકાશ કરતાં કેટલી વખત ઓછું છે. સામાન્ય સ્થિતિમાં હવા અને મોટાભાગના અન્ય વાયુઓ માટે આ મૂલ્ય એકતાની નજીક છે (તેમની ઓછી ઘનતાને કારણે). મોટાભાગના નક્કર અથવા પ્રવાહી ડાઇલેક્ટ્રિક્સ માટે, સંબંધિત ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક 2 થી 8 (સ્થિર ક્ષેત્ર માટે) ની રેન્જમાં હોય છે. સ્થિર ક્ષેત્રમાં પાણીનો ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ ઘણો ઊંચો છે - લગભગ 80. તેના મૂલ્યો એવા પદાર્થો માટે મોટા હોય છે જેમાં પરમાણુઓ હોય છે જેમાં મોટી ઇલેક્ટ્રિક દ્વિધ્રુવી ક્ષણ હોય છે. ફેરોઇલેક્ટ્રિક્સનો સંબંધિત ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક દસ અને હજારો છે.

વિદેશી સાહિત્યમાં નિરપેક્ષ ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટને સ્થાનિક સાહિત્યમાં ε અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે, સંયોજનનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે થાય છે, જ્યાં ઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ છે. સંપૂર્ણ ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટનો ઉપયોગ માત્ર ઇન્ટરનેશનલ સિસ્ટમ ઑફ યુનિટ્સ (SI)માં થાય છે, જેમાં ઇન્ડક્શન અને ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ સ્ટ્રેન્થ વિવિધ એકમોમાં માપવામાં આવે છે. SGS સિસ્ટમમાં સંપૂર્ણ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક દાખલ કરવાની જરૂર નથી. સંપૂર્ણ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક (જેમ કે વિદ્યુત સ્થિરાંક) પરિમાણ L −3 M −1 T 4 I² ધરાવે છે. ઇન્ટરનેશનલ સિસ્ટમ ઓફ યુનિટ્સ (SI) એકમોમાં: =F/m.

એ નોંધવું જોઇએ કે ડાઇલેક્ટ્રિક સતત મોટા ભાગે આવર્તન પર આધાર રાખે છે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર. આને હંમેશા ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ, કારણ કે સંદર્ભ કોષ્ટકોમાં સામાન્ય રીતે સ્થિર ફીલ્ડ માટેનો ડેટા હોય છે અથવા સ્પષ્ટ કર્યા વિના kHz ના થોડા એકમો સુધી ઓછી ફ્રીક્વન્સી હોય છે. આ હકીકત. તે જ સમયે, એલિપ્સોમીટર અને રીફ્રેક્ટોમીટરનો ઉપયોગ કરીને રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સના આધારે સંબંધિત ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક મેળવવા માટેની ઓપ્ટિકલ પદ્ધતિઓ પણ છે. પ્રાપ્ત ઓપ્ટિકલ પદ્ધતિ(આવર્તન 10-14 હર્ટ્ઝ) કોષ્ટકમાંના ડેટાથી મૂલ્ય નોંધપાત્ર રીતે અલગ હશે.

ઉદાહરણ તરીકે, પાણીનો કેસ ધ્યાનમાં લો. સ્થિર ક્ષેત્ર (આવર્તન શૂન્ય) ના કિસ્સામાં, સામાન્ય સ્થિતિમાં સંબંધિત ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક આશરે 80 છે. આ સ્થિતિ ઇન્ફ્રારેડ ફ્રીક્વન્સીઝ માટે છે. આશરે 2 GHz થી શરૂ થાય છે ε આરપડવા લાગે છે. ઓપ્ટિકલ શ્રેણીમાં ε આરઆશરે 1.8 છે. આ એ હકીકત સાથે તદ્દન સુસંગત છે કે ઓપ્ટિકલ રેન્જમાં પાણીનું રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ 1.33 છે. સાંકડી આવર્તન શ્રેણીમાં, જેને ઓપ્ટિકલ કહેવાય છે, ડાઇલેક્ટ્રિક શોષણ શૂન્ય સુધી ઘટી જાય છે, જે વાસ્તવમાં વ્યક્તિને દ્રષ્ટિની પદ્ધતિ પ્રદાન કરે છે. સ્ત્રોત 1252 દિવસ ઉલ્લેખિત નથી] પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પાણીની વરાળથી સંતૃપ્ત થાય છે. સાથે વધુ વૃદ્ધિમાધ્યમના આવર્તન ગુણધર્મો ફરીથી બદલાય છે. તમે (અંગ્રેજી) પર 0 થી 10 12 (ઇન્ફ્રારેડ પ્રદેશ) ની આવર્તન શ્રેણીમાં પાણીના સંબંધિત ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકના વર્તન વિશે વાંચી શકો છો.

વિદ્યુત કેપેસિટરના વિકાસમાં ડાઇલેક્ટ્રિક્સનું ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ એ મુખ્ય પરિમાણોમાંનું એક છે. ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક સતત સાથે સામગ્રીનો ઉપયોગ કેપેસિટરના ભૌતિક પરિમાણોને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકે છે.

કેપેસિટર્સની ક્ષમતા નક્કી કરવામાં આવે છે:

જ્યાં ε આર- પ્લેટો વચ્ચેના પદાર્થનો ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક, ε ઓ- વિદ્યુત સ્થિરતા, એસ- કેપેસિટર પ્લેટોનો વિસ્તાર, ડી- પ્લેટો વચ્ચેનું અંતર.

પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ વિકસાવતી વખતે ડાઇલેક્ટ્રિક સતત પરિમાણ ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. સ્તરો વચ્ચેના પદાર્થના ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકનું મૂલ્ય, તેની જાડાઈ સાથે સંયોજનમાં, પાવર સ્તરોની કુદરતી સ્થિર ક્ષમતાના મૂલ્યને અસર કરે છે, અને બોર્ડ પરના વાહકની લાક્ષણિક અવબાધને પણ નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે.

વિદ્યુત પ્રતિકાર, વિદ્યુત પ્રતિકાર સમાન ભૌતિક જથ્થો ( સેમી વિદ્યુત પ્રતિકાર) એકમ લંબાઈ (l = 1 m) અને એકમ ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર (S = 1 m 2) ના નળાકાર વાહકનો R.. r = R S/l. Si માં, પ્રતિકારકતાનું એકમ ઓહ્મ છે. m. પ્રતિકારકતા ઓહ્મમાં પણ વ્યક્ત કરી શકાય છે. cm. પ્રતિરોધકતા એ સામગ્રીની લાક્ષણિકતા છે જેના દ્વારા પ્રવાહ વહે છે અને તે જે સામગ્રીમાંથી બનાવવામાં આવે છે તેના પર આધાર રાખે છે. r = 1 ઓહ્મની સમાન પ્રતિકારકતા. m નો અર્થ એ છે કે આ સામગ્રીથી બનેલા નળાકાર વાહક, લંબાઈ l = 1 m અને ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર સાથે S = 1 m 2 નો પ્રતિકાર R = 1 ઓહ્મ છે. m. ધાતુઓની પ્રતિકારકતાનું મૂલ્ય ( સેમી મેટલ્સ), જે સારા વાહક છે ( સેમી કંડક્ટરો), 10 - 8 - 10 - 6 ઓહ્મના ક્રમના મૂલ્યો હોઈ શકે છે. m (ઉદાહરણ તરીકે, તાંબુ, ચાંદી, આયર્ન, વગેરે). કેટલાક નક્કર ડાઇલેક્ટ્રિક્સની પ્રતિકારકતા ( સેમી ડાયલેક્ટ્રિક્સ) 10 16 -10 18 Ohm.m ના મૂલ્ય સુધી પહોંચી શકે છે (ઉદાહરણ તરીકે, ક્વાર્ટઝ ગ્લાસ, પોલિઇથિલિન, ઇલેક્ટ્રોપોર્સેલિન, વગેરે). ઘણી સામગ્રીઓનું પ્રતિકારક મૂલ્ય (ખાસ કરીને સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી ( સેમી સેમિકન્ડક્ટર મટિરિયલ્સ)) તેમના શુદ્ધિકરણની ડિગ્રી, એલોયિંગ એડિટિવ્સની હાજરી, થર્મલ અને યાંત્રિક સારવાર વગેરે પર નોંધપાત્ર રીતે આધાર રાખે છે. મૂલ્ય s, પ્રતિકારકતાના પારસ્પરિક, કહેવાય છે. વાહકતા: s = 1/r ચોક્કસ વાહકતા સિમેન્સમાં માપવામાં આવે છે ( સેમી SIEMENS (વાહકતા એકમ)) પ્રતિ મીટર S/m. વિદ્યુત પ્રતિરોધકતા (વાહકતા) એ આઇસોટ્રોપિક પદાર્થ માટે એક સ્કેલર જથ્થો છે; અને ટેન્સર - એનિસોટ્રોપિક પદાર્થ માટે. એનિસોટ્રોપિક સિંગલ સ્ફટિકોમાં, વિદ્યુત વાહકતાની એનિસોટ્રોપી એ વ્યસ્ત અસરકારક સમૂહની એનિસોટ્રોપીનું પરિણામ છે ( સેમી અસરકારક માસ) ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો.

1-6. ઇન્સ્યુલેશનની ઇલેક્ટ્રિકલ વાહકતા

જ્યારે કેબલ અથવા વાયરના ઇન્સ્યુલેશનને ચાલુ કરો સતત દબાણ U a કરંટ i તેમાંથી પસાર થાય છે, સમય સાથે બદલાય છે (ફિગ. 1-3). આ પ્રવાહમાં સતત ઘટકો હોય છે - વહન પ્રવાહ (i ∞) અને શોષણ પ્રવાહ, જ્યાં γ એ શોષણ પ્રવાહને અનુરૂપ વાહકતા છે; T એ સમય છે જે દરમિયાન વર્તમાન i abs તેના મૂળ મૂલ્યના 1/e સુધી ઘટી જાય છે. અનંત લાંબા સમય સુધી i abs → 0 અને i = i ∞. ડાઇલેક્ટ્રિક્સની વિદ્યુત વાહકતા તેમાં ચોક્કસ માત્રામાં મુક્ત ચાર્જ કણોની હાજરી દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે: આયનો અને ઇલેક્ટ્રોન.

મોટાભાગની વિદ્યુત અવાહક સામગ્રીની સૌથી લાક્ષણિકતા એ આયનીય વિદ્યુત વાહકતા છે, જે ઇન્સ્યુલેશનમાં અનિવાર્યપણે હાજર રહેલા દૂષણોને કારણે શક્ય છે (ભેજ, ક્ષાર, આલ્કલી, વગેરેની અશુદ્ધિઓ). આયનીય વાહકતા સાથેના ડાઇલેક્ટ્રિકમાં, ફેરાડેનો કાયદો સખત રીતે જોવામાં આવે છે - ઇન્સ્યુલેશનમાંથી પસાર થતી વીજળીની માત્રા અને વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દરમિયાન છોડવામાં આવતા પદાર્થની માત્રા વચ્ચેનું પ્રમાણ.

જેમ જેમ તાપમાન વધે છે તેમ, વિદ્યુત અવાહક સામગ્રીની પ્રતિકારકતા ઘટે છે અને તે સૂત્ર દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

જ્યાં_ρ o, A અને B આપેલ સામગ્રી માટે સ્થિર છે; T - તાપમાન, °K.

ભેજ પર ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકારની વધુ અવલંબન હાઇગ્રોસ્કોપિક ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રી સાથે થાય છે, મુખ્યત્વે તંતુમય (કાગળ, સુતરાઉ યાર્ન, વગેરે). તેથી, તંતુમય સામગ્રી સૂકવવામાં આવે છે અને ફળદ્રુપ છે, તેમજ ભેજ-પ્રતિરોધક શેલો દ્વારા સુરક્ષિત છે.

ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રીમાં જગ્યાના શુલ્કની રચનાને કારણે વધતા વોલ્ટેજ સાથે ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર ઘટી શકે છે. આ કિસ્સામાં બનાવેલ વધારાની ઇલેક્ટ્રોનિક વાહકતા વિદ્યુત વાહકતામાં વધારો તરફ દોરી જાય છે. વોલ્ટેજ પર વાહકતા પર નિર્ભરતા છે મજબૂત ક્ષેત્રો(યા. આઇ. ફ્રેન્કેલનો કાયદો):

જ્યાં γ o - વાહકતા માં નબળા ક્ષેત્રો; a સતત છે. તમામ વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રીઓ ઇન્સ્યુલેશન વાહકતા જીના ચોક્કસ મૂલ્યો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આદર્શ રીતે, ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રીની વાહકતા શૂન્ય છે. વાસ્તવિક ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રી માટે, એકમ કેબલ લંબાઈ દીઠ વાહકતા સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે

3-10 11 ઓહ્મ-એમ કરતાં વધુ ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર ધરાવતા કેબલ અને કોમ્યુનિકેશન કેબલમાં, જ્યાં ડાઇલેક્ટ્રિક ધ્રુવીકરણ નુકસાન થર્મલ નુકસાન કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે હોય છે, વાહકતા સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

સંદેશાવ્યવહાર તકનીકમાં ઇન્સ્યુલેશન વાહકતા એ લાઇનનું વિદ્યુત પરિમાણ છે જે કેબલ કોરોના ઇન્સ્યુલેશનમાં ઊર્જાના નુકસાનને દર્શાવે છે. આવર્તન પર વાહકતા મૂલ્યની અવલંબન ફિગમાં બતાવવામાં આવી છે. 1-1. વાહકતાનો પારસ્પરિક - ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર, લાગુ ઇન્સ્યુલેશન વોલ્ટેજનો ગુણોત્તર છે સીધો પ્રવાહ(વોલ્ટમાં) કોણ લીક થઈ રહ્યું છે (એમ્પીયરમાં), એટલે કે.

જ્યાં R V એ વોલ્યુમેટ્રિક ઇન્સ્યુલેશન રેઝિસ્ટન્સ છે, જે ઇન્સ્યુલેશનની જાડાઈ દ્વારા વર્તમાન પસાર થવાથી બનાવેલ અવરોધને આંકડાકીય રીતે નક્કી કરે છે; આર એસ - સપાટી પ્રતિકાર, જે ઇન્સ્યુલેશન સપાટી સાથે વર્તમાન પસાર થવામાં અવરોધ નક્કી કરે છે.

ઉપયોગમાં લેવાતી ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રીની ગુણવત્તાનું વ્યવહારુ મૂલ્યાંકન એ ચોક્કસ વોલ્યુમેટ્રિક પ્રતિકાર ρ V છે જે ઓહ્મ-સેન્ટીમીટર (ઓહ્મ*સેમી) માં દર્શાવવામાં આવે છે. આંકડાકીય રીતે, ρ V એ આપેલ સામગ્રીમાંથી બનેલા 1 સે.મી.ની ધારવાળા ક્યુબના પ્રતિકાર (ઓહ્મમાં) બરાબર છે, જો વર્તમાન બેમાંથી પસાર થાય છે. વિરોધી ચહેરાઓક્યુબા. ચોક્કસ સપાટી પ્રતિકાર ρ S એ આંકડાકીય રીતે ચોરસ (ઓહ્મમાં) ની સપાટીના પ્રતિકારની બરાબર છે જો આ ચોરસની બે વિરુદ્ધ બાજુઓને સીમિત કરતા ઇલેક્ટ્રોડને વર્તમાન પૂરો પાડવામાં આવે છે.

સિંગલ-કોર કેબલ અથવા વાયરનો ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે

ડાઇલેક્ટ્રિક્સના ભેજ ગુણધર્મો

ભેજ પ્રતિકાર -જ્યારે તે સંતૃપ્તિની નજીક પાણીની વરાળના વાતાવરણમાં હોય ત્યારે આ ઇન્સ્યુલેશનની વિશ્વસનીયતા છે. ભેજ પ્રતિકારનું મૂલ્યાંકન વિદ્યુત, યાંત્રિક અને અન્ય ભૌતિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર દ્વારા કરવામાં આવે છે જ્યારે સામગ્રી ઉચ્ચ અને ઉચ્ચ ભેજવાળા વાતાવરણમાં હોય છે; ભેજ અને પાણીની અભેદ્યતા પર; ભેજ અને પાણીના શોષણ પર.

ભેજ અભેદ્યતા -સામગ્રીની બંને બાજુઓ પર સંબંધિત હવાના ભેજમાં તફાવતની હાજરીમાં ભેજ વરાળને પ્રસારિત કરવાની સામગ્રીની ક્ષમતા.

ભેજનું શોષણ -જ્યારે સંતૃપ્તિની સ્થિતિની નજીક ભેજવાળા વાતાવરણમાં લાંબા સમય સુધી સંપર્કમાં આવે ત્યારે પાણીને શોષવાની સામગ્રીની ક્ષમતા.

પાણી શોષણ -જ્યારે લાંબા સમય સુધી પાણીમાં ડૂબી જાય ત્યારે પાણીને શોષવાની સામગ્રીની ક્ષમતા.

ઉષ્ણકટિબંધીય પ્રતિકાર અને ઉષ્ણકટિબંધીયકરણસાધનસામગ્રી – ભેજ, ઘાટ, ઉંદરોથી ઇલેક્ટ્રિકલ સાધનોનું રક્ષણ.

ડાઇલેક્ટ્રિક્સના થર્મલ ગુણધર્મો

ડાઇલેક્ટ્રિક્સના થર્મલ ગુણધર્મોને દર્શાવવા માટે, નીચેના જથ્થાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

ગરમી પ્રતિકાર- વિદ્યુત અવાહક સામગ્રી અને ઉત્પાદનોની ક્ષમતા તેમને નુકસાન વિના ઊંચા તાપમાને ટકી શકે છે અને અચાનક ફેરફારોતાપમાન તાપમાન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે કે જેના પર યાંત્રિકમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર થાય છે અને વિદ્યુત ગુણધર્મોઉદાહરણ તરીકે, કાર્બનિક ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં તાણ અથવા બેન્ડિંગ વિકૃતિ લોડ હેઠળ શરૂ થાય છે.

થર્મલ વાહકતા- સામગ્રીમાં હીટ ટ્રાન્સફરની પ્રક્રિયા. તે પ્રાયોગિક રીતે નિર્ધારિત થર્મલ વાહકતા ગુણાંક દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે λ t એ 1 મીટર જાડા સામગ્રીના સ્તર અને સપાટીઓ વચ્ચેના તાપમાનના તફાવત સાથે એક સેકન્ડમાં સ્થાનાંતરિત ગરમીનું પ્રમાણ છે. 1 °K નું સ્તર. ડાઇલેક્ટ્રિક્સનું થર્મલ વાહકતા ગુણાંક વિશાળ શ્રેણીમાં બદલાય છે. λt ના સૌથી નીચા મૂલ્યોમાં વાયુઓ, છિદ્રાળુ ડાઇલેક્ટ્રિક્સ અને પ્રવાહી હોય છે (હવા λ t = 0.025 W/(m K), પાણી માટે λ t = 0.58 W/(m K)), ઉચ્ચ મૂલ્યોસ્ફટિકીય ડાઇલેક્ટ્રિક્સ ધરાવે છે (સ્ફટિકીય ક્વાર્ટઝ λ t = 12.5 W/(m K) માટે). ડાઇલેક્ટ્રિક્સનો થર્મલ વાહકતા ગુણાંક તેમની રચના (ફ્યુઝ્ડ ક્વાર્ટઝ માટે λ t = 1.25 W/(m K)) અને તાપમાન પર આધારિત છે.

થર્મલ વિસ્તરણડાઇલેક્ટ્રિક્સનું મૂલ્યાંકન રેખીય વિસ્તરણના તાપમાન ગુણાંક દ્વારા કરવામાં આવે છે: . નીચા થર્મલ વિસ્તરણ સાથેની સામગ્રી, એક નિયમ તરીકે, ઉચ્ચ ગરમી પ્રતિકાર ધરાવે છે અને ઊલટું. થર્મલ વિસ્તરણકાર્બનિક ડાઇલેક્ટ્રિક્સ નોંધપાત્ર રીતે (દસ અને સેંકડો વખત) અકાર્બનિક ડાઇલેક્ટ્રિક્સના વિસ્તરણ કરતાં વધી જાય છે. તેથી, તાપમાનના વધઘટ દરમિયાન અકાર્બનિક ડાઇલેક્ટ્રિક્સના બનેલા ભાગોની પરિમાણીય સ્થિરતા કાર્બનિકની તુલનામાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે.

1. શોષણ પ્રવાહો

શોષણ પ્રવાહો વિવિધ પ્રકારના ધીમા ધ્રુવીકરણના વિસ્થાપન પ્રવાહો છે. સંતુલન સ્થિતિ સ્થાપિત ન થાય ત્યાં સુધી ડાઇલેક્ટ્રિકમાં સતત વોલ્ટેજ પ્રવાહ પર શોષણ પ્રવાહો, જ્યારે વોલ્ટેજ ચાલુ અને બંધ થાય ત્યારે તેમની દિશા બદલાય છે. વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ સાથે, ઇલેક્ટ્રીક ક્ષેત્રમાં ડાઇલેક્ટ્રિકના સમગ્ર સમય દરમિયાન શોષણ પ્રવાહ વહે છે.

સામાન્ય રીતે, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ j ડાઇલેક્ટ્રિકમાં પ્રવાહનો સરવાળો છે j sk અને શોષણ વર્તમાન j ab

j = j sk + j ab

શોષણ પ્રવાહ પૂર્વગ્રહ પ્રવાહ દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે j cm - ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્ડક્શન વેક્ટરના ફેરફારનો દર ડી

વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં વિવિધ ચાર્જ કેરિયર્સના સ્થાનાંતરણ (ચળવળ) દ્વારા વર્તમાન દ્વારા નિર્ધારિત કરવામાં આવે છે.

2. ઇલેક્ટ્રોનિકવિદ્યુત વાહકતા ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. ધાતુઓ ઉપરાંત, તે કાર્બન, મેટલ ઓક્સાઇડ, સલ્ફાઇડ્સ અને અન્ય પદાર્થો તેમજ ઘણા સેમિકન્ડક્ટર્સમાં હાજર છે.

3. આયનીય -આયનોની હિલચાલને કારણે. તે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ - ક્ષાર, એસિડ, આલ્કલીસ, તેમજ ઘણા ડાઇલેક્ટ્રિક્સના ઉકેલો અને પીગળવામાં જોવા મળે છે. તે આંતરિક અને અશુદ્ધ વાહકતા વિભાજિત થયેલ છે. આંતરિક વાહકતા વિયોજન દરમિયાન મેળવેલા આયનોની હિલચાલને કારણે છે પરમાણુ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં આયનોની હિલચાલ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ સાથે છે - ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે પદાર્થનું સ્થાનાંતરણ અને ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર તેના પ્રકાશન. ધ્રુવીય પ્રવાહી વધુ વિખરાયેલા હોય છે અને બિન-ધ્રુવીય પ્રવાહી કરતાં વધુ વિદ્યુત વાહકતા ધરાવે છે.

બિનધ્રુવીય અને નબળા ધ્રુવીય પ્રવાહી ડાઇલેક્ટ્રિક્સ (ખનિજ તેલ, સિલિકોન પ્રવાહી) માં, વિદ્યુત વાહકતા અશુદ્ધિઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

4. મોલિયન વિદ્યુત વાહકતા -ચાર્જ્ડ કણોની હિલચાલને કારણે કહેવાય છે molions. તે કોલોઇડલ સિસ્ટમ્સ, પ્રવાહી મિશ્રણમાં જોવા મળે છે , સસ્પેન્શન . ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડના પ્રભાવ હેઠળ મોલિયન્સની હિલચાલ કહેવામાં આવે છે ઇલેક્ટ્રોફોરેસીસ. ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ દરમિયાન, વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણથી વિપરીત, પ્રવાહીના વિવિધ સ્તરોમાં વિખરાયેલા તબક્કાની સંબંધિત સાંદ્રતામાં કોઈ નવા પદાર્થો રચાતા નથી; ઇલેક્ટ્રોફોરેટિક વાહકતા જોવા મળે છે, ઉદાહરણ તરીકે, પ્રવાહી પાણી ધરાવતા તેલમાં.

વિદ્યુત અભેદ્યતા

વિદ્યુત અભેદ્યતાકેપેસિટરની પ્લેટો વચ્ચે મૂકવામાં આવેલા ડાઇલેક્ટ્રિકની કેપેસિટેન્સની લાક્ષણિકતા દર્શાવતો જથ્થો છે. જેમ જાણીતું છે, ફ્લેટ-પ્લેટ કેપેસિટરની કેપેસિટેન્સ પ્લેટોના વિસ્તાર પર આધારિત છે ( કરતાં મોટો વિસ્તારપ્લેટો, કેપેસીટન્સ જેટલી વધારે છે), પ્લેટો વચ્ચેનું અંતર અથવા ડાઇલેક્ટ્રિકની જાડાઈ (જેટલું ગાઢ ડાઇલેક્ટ્રિક, તેટલું ઓછું કેપેસીટન્સ), તેમજ ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી પર, જેની લાક્ષણિકતા ઇલેક્ટ્રિકલ અભેદ્યતા છે.

આંકડાકીય રીતે, વિદ્યુત અનુમતિ એ સમાન એર કેપેસિટરના કોઈપણ ડાઇલેક્ટ્રિક સાથે કેપેસિટરની કેપેસીટન્સના ગુણોત્તર જેટલી છે. કોમ્પેક્ટ કેપેસિટર્સ બનાવવા માટે, ઉચ્ચ વિદ્યુત પરવાનગી સાથે ડાઇલેક્ટ્રિક્સનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે. મોટાભાગના ડાઇલેક્ટ્રિક્સની વિદ્યુત પરવાનગી ઘણા એકમો છે.

ઉચ્ચ અને અતિ-ઉચ્ચ વિદ્યુત અભેદ્યતાવાળા ડાઇલેક્ટ્રિક્સ ટેકનોલોજીમાં મેળવવામાં આવ્યા છે. તેમનો મુખ્ય ભાગ રૂટાઇલ (ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડ) છે.

આકૃતિ 1. માધ્યમની વિદ્યુત અભેદ્યતા

ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન કોણ

"ડાઇલેક્ટ્રિક્સ" લેખમાં આપણે ડીસી અને ડીસી સર્કિટમાં ડાઇલેક્ટ્રિક શામેલ કરવાના ઉદાહરણો જોયા. વૈકલ્પિક પ્રવાહ. તે બહાર આવ્યું છે કે વાસ્તવિક ડાઇલેક્ટ્રિકમાં, જ્યારે તે વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ દ્વારા રચાયેલા ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રમાં કાર્ય કરે છે, ત્યારે થર્મલ ઊર્જા મુક્ત થાય છે. આ કિસ્સામાં શોષાયેલી શક્તિને ડાઇલેક્ટ્રિક નુકસાન કહેવામાં આવે છે."કેપેસીટન્સ ધરાવતું વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટ" લેખમાં તે સાબિત થશે કે આદર્શ ડાઇલેક્ટ્રિકમાં કેપેસિટીવ પ્રવાહ 90° કરતા ઓછા ખૂણાથી વોલ્ટેજ તરફ દોરી જાય છે. વાસ્તવિક ડાઇલેક્ટ્રિકમાં, કેપેસિટીવ પ્રવાહ 90° કરતા ઓછા ખૂણા દ્વારા વોલ્ટેજ તરફ દોરી જાય છે. કોણમાં ઘટાડો લિકેજ પ્રવાહ દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે, અન્યથા વહન પ્રવાહ કહેવાય છે.

વાસ્તવિક ડાઇલેક્ટ્રિક સાથેના સર્કિટમાં વોલ્ટેજ અને વર્તમાન પસાર થવા વચ્ચેના 90° અને શિફ્ટ એંગલ વચ્ચેના તફાવતને ડાઇલેક્ટ્રિક લોસ એંગલ અથવા લોસ એંગલ કહેવામાં આવે છે અને તેને δ (ડેલ્ટા) સૂચવવામાં આવે છે. મોટેભાગે તે કોણ પોતે જ નક્કી થતું નથી, પરંતુ આ કોણની સ્પર્શક -ટેન δ.

તે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું છે કે ડાઇલેક્ટ્રિક નુકસાન વોલ્ટેજના ચોરસ, વૈકલ્પિક પ્રવાહની આવર્તન, કેપેસિટરની કેપેસીટન્સ અને ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન કોણના સ્પર્શકના પ્રમાણસર છે.

પરિણામે, ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન સ્પર્શક, ટેન δ, ધ વધુ નુકશાનડાઇલેક્ટ્રિકમાં ઊર્જા, ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી વધુ ખરાબ. પ્રમાણમાં મોટી tg δ (0.08 - 0.1 અથવા વધુના ક્રમમાં) ધરાવતી સામગ્રી નબળી ઇન્સ્યુલેટર છે. પ્રમાણમાં નાના ટેન δ (આશરે 0.0001) ધરાવતી સામગ્રી સારી ઇન્સ્યુલેટર છે.

ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક

મૂલ્ય ε, બે વચ્ચે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું બળ કેટલી વખત દર્શાવે છે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જમાધ્યમમાં શૂન્યાવકાશ કરતાં ઓછું છે. IN આઇસોટ્રોપિક પર્યાવરણε એ સંબંધ દ્વારા ડાઇલેક્ટ્રિક સંવેદનશીલતા χ સાથે સંબંધિત છે: ε = 1 + 4π χ. ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક એનિસોટ્રોપિક પર્યાવરણ- ટેન્સર. ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક ક્ષેત્રની આવર્તન પર આધાર રાખે છે; મજબૂત વિદ્યુત ક્ષેત્રોમાં, ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક ક્ષેત્રની શક્તિ પર આધાર રાખવાનું શરૂ કરે છે.

DIELECTRIC CONTINUITY, એક પરિમાણહીન જથ્થા e, દર્શાવે છે કે આપેલ માધ્યમમાં ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા બળ F એ શૂન્યાવકાશમાં તેમના ક્રિયાપ્રતિક્રિયા બળ F o કરતાં કેટલી વખત ઓછું છે:
e =F o /F.
ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ બતાવે છે કે ડાઇલેક્ટ્રિક દ્વારા ફીલ્ડ કેટલી વખત ઘટે છે (સેમીડાયલેક્ટ્રિક્સ), વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં ધ્રુવીકરણ કરવા માટે ડાઇલેક્ટ્રિકની મિલકતને માત્રાત્મક રીતે દર્શાવવી.
પદાર્થના સંબંધિત ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકનું મૂલ્ય, જે તેની ધ્રુવીકરણની ડિગ્રી દર્શાવે છે, તે ધ્રુવીકરણ પદ્ધતિઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. (સેમીધ્રુવીકરણ). જો કે, મૂલ્ય મોટે ભાગે પર આધાર રાખે છે એકત્રીકરણની સ્થિતિપદાર્થો, કારણ કે એક રાજ્યમાંથી બીજા રાજ્યમાં સંક્રમણ દરમિયાન પદાર્થની ઘનતા, તેની સ્નિગ્ધતા અને આઇસોટ્રોપી નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે (સેમીઆઇસોટ્રોપી).
વાયુઓનો ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક
વાયુ પદાર્થો કારણે ખૂબ ઓછી ઘનતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે લાંબા અંતરપરમાણુઓ વચ્ચે. આને કારણે, તમામ વાયુઓનું ધ્રુવીકરણ નજીવું છે અને તેમના ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક એકતાની નજીક છે. જો ગેસના અણુઓ ધ્રુવીય હોય તો ગેસનું ધ્રુવીકરણ સંપૂર્ણપણે ઈલેક્ટ્રોનિક અથવા દ્વિધ્રુવી હોઈ શકે છે, જો કે, આ કિસ્સામાં, ઈલેક્ટ્રોનિક ધ્રુવીકરણ પ્રાથમિક મહત્વ ધરાવે છે. વિવિધ વાયુઓનું ધ્રુવીકરણ વધારે છે, વધુમોટી ત્રિજ્યા
ગેસના પરમાણુઓ, અને આ ગેસ માટેના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સના વર્ગની સંખ્યાત્મક રીતે નજીક છે.
તાપમાન અને દબાણ પર ગેસની અવલંબન ગેસના એકમ જથ્થા દીઠ અણુઓની સંખ્યા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જે દબાણના પ્રમાણસર છે અને સંપૂર્ણ તાપમાનના વિપરિત પ્રમાણસર છે. અંદરની હવાસામાન્ય સ્થિતિ
e =1.0006, અને તેનું તાપમાન ગુણાંક લગભગ 2 છે. 10 -6 કે -1 .
લિક્વિડ ડાઇલેક્ટ્રિક્સ બિન-ધ્રુવીય અથવા ધ્રુવીય પરમાણુઓનો સમાવેશ કરી શકે છે. બિન-ધ્રુવીય પ્રવાહીનું e મૂલ્ય ઇલેક્ટ્રોનિક ધ્રુવીકરણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, તેથી તે નાનું છે, પ્રકાશના રીફ્રેક્શનના ચોરસના મૂલ્યની નજીક છે અને સામાન્ય રીતે 2.5 થી વધુ નથી. તાપમાન પર બિન-ધ્રુવીય પ્રવાહીની e ની અવલંબન એકમ વોલ્યુમ દીઠ પરમાણુઓની સંખ્યામાં ઘટાડો સાથે સંકળાયેલ છે, એટલે કે, ઘનતામાં ઘટાડો, અને તેના તાપમાન ગુણાંકની નજીક છે તાપમાન ગુણાંકપ્રવાહીનું વોલ્યુમેટ્રિક વિસ્તરણ, પરંતુ ચિહ્નમાં અલગ છે.
સમાવતી પ્રવાહીનું ધ્રુવીકરણ દ્વિધ્રુવીય અણુઓ, ઇલેક્ટ્રોનિક અને દ્વિધ્રુવ-રિલેક્સેશન ઘટકો દ્વારા એકસાથે નક્કી કરવામાં આવે છે. આવા પ્રવાહીમાં ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક વધુ હોય છે વધુ મૂલ્યડીપોલ્સની ઇલેક્ટ્રિક મોમેન્ટ (સેમીડીપોલ)અને શું સાથે મોટી સંખ્યાએકમ વોલ્યુમ દીઠ પરમાણુઓ. ધ્રુવીય પ્રવાહીના કિસ્સામાં તાપમાન અવલંબન જટિલ છે.
ઘન ડાઇલેક્ટ્રિક્સનો ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક
IN ઘનઆહ વિવિધ લઈ શકે છે સંખ્યાત્મક મૂલ્યોવિવિધતા અનુસાર માળખાકીય સુવિધાઓઘન ડાઇલેક્ટ્રિક. ઘન ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં તમામ પ્રકારના ધ્રુવીકરણ શક્ય છે.
e નું સૌથી નાનું મૂલ્ય ઘન ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં જોવા મળે છે જેમાં બિન-ધ્રુવીય અણુઓ હોય છે અને તેમાં માત્ર ઇલેક્ટ્રોનિક ધ્રુવીકરણ હોય છે.
સોલિડ ડાઇલેક્ટ્રિક્સ, જે છે આયનીય સ્ફટિકોકણોના ગાઢ પેકિંગ સાથે, ઇલેક્ટ્રોનિક અને આયન ધ્રુવીકરણ ધરાવે છે અને ઇ મૂલ્યો છે જે વિશાળ શ્રેણીમાં આવેલા છે (e. રોક મીઠું- 6; ઇ કોરન્ડમ - 10; e rutile - 110; ઇ કેલ્શિયમ ટાઇટેનેટ - 150).
આકારહીન ડાઇલેક્ટ્રિક્સની રચનાની નજીક આવતા વિવિધ અકાર્બનિક ચશ્માના e, 4 થી 20 ની પ્રમાણમાં સાંકડી શ્રેણીમાં આવેલા છે.
ધ્રુવીય કાર્બનિક ડાઇલેક્ટ્રિક્સ ઘન અવસ્થામાં દ્વિધ્રુવી-રિલેક્સેશન ધ્રુવીકરણ ધરાવે છે. આ સામગ્રીઓમાંથી e મોટા પ્રમાણમાંલાગુ કરેલ વોલ્ટેજના તાપમાન અને આવર્તન પર આધાર રાખે છે, દ્વિધ્રુવીય પ્રવાહી જેવા જ કાયદાઓનું પાલન કરે છે.

જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ. 2009 .

અન્ય શબ્દકોશોમાં "ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ" શું છે તે જુઓ:

e નું મૂલ્ય, શૂન્યાવકાશ કરતાં માધ્યમમાં બે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું બળ કેટલી વખત ઓછું છે તે દર્શાવે છે. આઇસોટ્રોપિક માધ્યમમાં, e એ સંબંધ સાથે ડાઇલેક્ટ્રિક સંવેદનશીલતા સાથે સંબંધિત છે: e = 1 + 4pc. ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક…… મોટા જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ

વીજળીના પ્રભાવ હેઠળ ડાઇલેક્ટ્રિક્સના ધ્રુવીકરણને દર્શાવતું મૂલ્ય. ફીલ્ડ E.D.p ને કુલોમ્બના કાયદામાં બેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું બળ કેટલી વખત દર્શાવે છે તે જથ્થા તરીકે સમાવવામાં આવેલ છે મફત શુલ્કડાઇલેક્ટ્રિકમાં વેક્યૂમ કરતાં ઓછું હોય છે. નું નબળું પડવું....... ભૌતિક જ્ઞાનકોશ

DIELECTRIC CONTINUITY, મૂલ્ય e, જે દર્શાવે છે કે માધ્યમમાં બે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું બળ શૂન્યાવકાશ કરતાં કેટલી વખત ઓછું છે. e નું મૂલ્ય વ્યાપકપણે બદલાય છે: હાઇડ્રોજન 1.00026, ટ્રાન્સફોર્મર તેલ 2.24, ... ... આધુનિક જ્ઞાનકોશ

- (હોદ્દો e), ભૌતિકશાસ્ત્રમાં ગુણધર્મો પૈકી એક વિવિધ સામગ્રી(DIELECTRIC જુઓ). તે માધ્યમમાં ELECTRIC FLOW ની ઘનતા અને ELECTRIC FIELD ની તીવ્રતાના ગુણોત્તર દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે જે તેનું કારણ બને છે. શૂન્યાવકાશનો ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક... ... વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ

ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક- પદાર્થના ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મોને દર્શાવતો જથ્થો, આઇસોટ્રોપિક પદાર્થ માટે સ્કેલર અને એનિસોટ્રોપિક પદાર્થ માટે ટેન્સર, જેનું ઉત્પાદન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની શક્તિ દ્વારા ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્પ્લેસમેન્ટ જેટલું હોય છે. [GOST R 52002 2003] …… ટેકનિકલ અનુવાદકની માર્ગદર્શિકા

ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક- DIELECTRIC CONTINUITY, મૂલ્ય e, જે દર્શાવે છે કે માધ્યમમાં બે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું બળ શૂન્યાવકાશ કરતાં કેટલી વખત ઓછું છે. e નું મૂલ્ય વ્યાપકપણે બદલાય છે: હાઇડ્રોજન 1.00026, ટ્રાન્સફોર્મર તેલ 2.24, ... ... સચિત્ર જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ

ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક- પદાર્થના ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મોને દર્શાવતો જથ્થો, આઇસોટ્રોપિક પદાર્થ માટે સ્કેલર અને એનિસોટ્રોપિક પદાર્થ માટે ટેન્સર, જેનું ઉત્પાદન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની શક્તિ દ્વારા ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્પ્લેસમેન્ટ જેટલું હોય છે... સ્ત્રોત:... ... સત્તાવાર પરિભાષા

ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક- સંપૂર્ણ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક; ઉદ્યોગ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક સ્કેલર જથ્થો, ડાઇલેક્ટ્રિકના વિદ્યુત ગુણધર્મોની લાક્ષણિકતા ગુણોત્તર સમાનજથ્થો વિદ્યુત વિસ્થાપનવિદ્યુત ક્ષેત્રની શક્તિની તીવ્રતા સુધી... પોલિટેકનિક ટર્મિનોલોજીકલ એક્સ્પ્લેનેટરી ડિક્શનરી

સંપૂર્ણ ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ રિલેટિવ ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ વેક્યુમ ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ... વિકિપીડિયા

ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક- dielektrinė skvarba statusas T sritis chemija apibrėžtis Elektrinio srauto tankio tiriamojoje medžiagoje ir elektrinio lauko stiprio santykis. atitikmenys: engl. ડાઇલેક્ટ્રિક સતત; ડાઇલેક્ટ્રિક પરવાનગી; પરવાનગી rus. ડાઇલેક્ટ્રિક... ... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

પુસ્તકો

• સામગ્રીના ગુણધર્મો. એનિસોટ્રોપી, સપ્રમાણતા, માળખું. પ્રતિ. અંગ્રેજીમાંથી , ન્યુનહામ આર.ઇ. આ પુસ્તક એનિસોટ્રોપી અને સામગ્રી અને તેમના ગુણધર્મો વચ્ચેના સંબંધને સમર્પિત છે. તે વિષયોની વિશાળ શ્રેણીને આવરી લે છે અને તે એક પ્રકારનો છે પ્રારંભિક અભ્યાસક્રમભૌતિક ગુણધર્મો...

પદાર્થની ધ્રુવીયતાનું સ્તર એક વિશિષ્ટ મૂલ્ય દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે જેને ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ કહેવાય છે. ચાલો વિચાર કરીએ કે આ મૂલ્ય શું છે.

ચાલો માની લઈએ કે ટેન્શન સમાન ક્ષેત્રશૂન્યાવકાશમાં બે ચાર્જ થયેલ પ્લેટો વચ્ચે E₀ બરાબર છે. હવે ચાલો કોઈપણ ડાઇલેક્ટ્રિક વડે તેમની વચ્ચેનું અંતર ભરીએ. જે તેના ધ્રુવીકરણને કારણે ડાઇલેક્ટ્રિક અને વાહક વચ્ચેની સીમા પર દેખાય છે, પ્લેટો પરના ચાર્જની અસરને આંશિક રીતે બેઅસર કરે છે. ટેન્શન ઇ આ ક્ષેત્રનીતણાવ E₀ ઓછો થશે.

અનુભવ દર્શાવે છે કે જ્યારે પ્લેટો વચ્ચેનું અંતર અનુક્રમે સમાન ડાઇલેક્ટ્રિક્સથી ભરવામાં આવે છે, ત્યારે ક્ષેત્રની શક્તિઓ અલગ હશે. તેથી, ડાઇલેક્ટ્રિક E₀ ની ગેરહાજરીમાં અને ડાઇલેક્ટ્રિક Eની હાજરીમાં પ્લેટો વચ્ચેના ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની શક્તિના ગુણોત્તરનું મૂલ્ય જાણીને, વ્યક્તિ તેની ધ્રુવીકરણક્ષમતા નક્કી કરી શકે છે, એટલે કે. તેના ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક. આ જથ્થો સામાન્ય રીતે સૂચવવામાં આવે છે ગ્રીક અક્ષરԑ (એપ્સીલોન). તેથી, અમે લખી શકીએ છીએ:

ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક બતાવે છે કે ડાઇલેક્ટ્રિક (સમાન્ય) માં આ ચાર્જ શૂન્યાવકાશ કરતાં કેટલા ગણા ઓછા હશે.

ચાર્જ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના બળમાં ઘટાડો માધ્યમના ધ્રુવીકરણની પ્રક્રિયાઓને કારણે થાય છે. ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં, અણુઓ અને પરમાણુઓમાં ઇલેક્ટ્રોન આયનોના સંબંધમાં ઘટે છે, અને એટલે કે દેખાય છે. તે પરમાણુઓ કે જેઓ પોતાના છે દ્વિધ્રુવ ક્ષણ(ખાસ કરીને પાણીના અણુઓ) વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં લક્ષી છે. આ ક્ષણો તેમના પોતાના વિદ્યુત ક્ષેત્ર બનાવે છે, જે તેમના દેખાવનું કારણ બને છે તે ક્ષેત્રનો સામનો કરે છે. પરિણામે, કુલ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ઘટે છે. નાના ક્ષેત્રોમાં આ ઘટનાનું વર્ણન ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટની વિભાવનાનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.

નીચે શૂન્યાવકાશમાં ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક છે વિવિધ પદાર્થો:

હવા………………………………….1.0006

પેરાફિન……………………………….2

પ્લેક્સિગ્લાસ (પ્લેક્સીગ્લાસ)……3-4

ઇબોનાઇટ …………………………………………… 4

પોર્સેલિન ………………………………………7

કાચ……………………………………………….4-7

મીકા………………………………….. 4-5

કુદરતી રેશમ............4-5

સ્લેટ........................6-7

અંબર……………… 12.8

પાણી………………………………………….81

પદાર્થોના ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકના આ મૂલ્યો 18-20 °C ની રેન્જમાં આસપાસના તાપમાનનો સંદર્ભ આપે છે. આમ, ફેરોઇલેક્ટ્રિક્સના અપવાદ સિવાય, ઘન પદાર્થોનો ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક તાપમાન સાથે થોડો બદલાય છે.

તેનાથી વિપરીત, વાયુઓ માટે તે તાપમાનમાં વધારાને કારણે ઘટે છે અને દબાણમાં વધારો થવાને કારણે વધે છે. વ્યવહારમાં તે એક તરીકે લેવામાં આવે છે.

માં અશુદ્ધિઓ ઓછી માત્રામાંપ્રવાહીના ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટના સ્તર પર ઓછી અસર પડે છે.

જો ડાઇલેક્ટ્રિકમાં બે આર્બિટરી પોઈન્ટ ચાર્જ મૂકવામાં આવે છે, તો અન્ય ચાર્જના સ્થાન પર આ દરેક ચાર્જ દ્વારા બનાવવામાં આવેલ ક્ષેત્રની મજબૂતાઈ ԑ ગણો ઘટે છે. તે આનાથી અનુસરે છે કે જે બળ સાથે આ ચાર્જ એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે તે પણ ԑ ગણું ઓછું છે. તેથી, ડાઇલેક્ટ્રિકમાં મૂકવામાં આવેલા ચાર્જ માટે, તે સૂત્ર દ્વારા વ્યક્ત થાય છે:

F = (q₁q₂)/(4πԑₐr²),

જ્યાં F એ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા બળ છે, q₁ અને q₂ એ ચાર્જની તીવ્રતા છે, ԑ એ માધ્યમનો સંપૂર્ણ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક છે, r એ વચ્ચેનું અંતર છે બિંદુ શુલ્ક.

ԑ ની કિંમત આંકડાકીય રીતે બતાવી શકાય છે સંબંધિત એકમો(વેક્યુમ ԑ₀ ના સંપૂર્ણ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકના મૂલ્યને સંબંધિત). મૂલ્ય ԑ = ԑₐ/ԑ₀ ને સંબંધિત ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક કહેવામાં આવે છે. તે અનંતમાં ચાર્જ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કેટલી વખત દર્શાવે છે સજાતીય વાતાવરણવેક્યૂમ કરતાં નબળા; ԑ = ԑₐ/ԑ₀ ને ઘણીવાર જટિલ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક કહેવામાં આવે છે. સંખ્યાત્મક મૂલ્યԑ₀ ના મૂલ્યો, તેમજ તેનું પરિમાણ, એકમોની કઈ સિસ્ટમ પસંદ કરવામાં આવી છે તેના પર આધાર રાખે છે; અને ԑ નું મૂલ્ય - નિર્ભર નથી. તેથી, SGSE સિસ્ટમમાં ԑ₀ = 1 (આ ચોથું મૂળભૂત એકમ); SI સિસ્ટમમાં શૂન્યાવકાશનું ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક દર્શાવવામાં આવે છે:

ԑ₀ = 1/(4π˖9˖10⁹) ફરાડ/મીટર = 8.85˖10⁻¹² f/m (આ સિસ્ટમમાં ԑ₀ એ વ્યુત્પન્ન જથ્થો છે).

ડાયલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ (ડાઇલેક્ટ્રિક સતત) - ભૌતિક જથ્થો, દળો ઘટાડવા માટે પદાર્થની ક્ષમતાની લાક્ષણિકતા વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાશૂન્યાવકાશની તુલનામાં આ પદાર્થમાં. આમ, d.p દર્શાવે છે કે પદાર્થમાં વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું બળ શૂન્યાવકાશ કરતાં કેટલી વખત ઓછું છે.

ડીપી એ એક લાક્ષણિકતા છે જે ડાઇલેક્ટ્રિક પદાર્થની રચના પર આધારિત છે. ઇલેક્ટ્રોન, આયનો, અણુઓ, પરમાણુઓ અથવા તેમના વ્યક્તિગત ભાગો અને ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રમાં કોઈપણ પદાર્થના મોટા ભાગોનું ધ્રુવીકરણ થાય છે (ધ્રુવીકરણ જુઓ), જે બાહ્ય ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના આંશિક તટસ્થતા તરફ દોરી જાય છે. જો વિદ્યુત ક્ષેત્રની આવર્તન પદાર્થના ધ્રુવીકરણના સમય સાથે સુસંગત હોય, તો ચોક્કસ આવર્તન શ્રેણીમાં વિક્ષેપ પરિબળનું વિક્ષેપ છે, એટલે કે, આવર્તન પર તેના મૂલ્યની અવલંબન (વિખેરવું જુઓ). પદાર્થનો d.p એ અણુઓ અને પરમાણુઓના વિદ્યુત ગુણધર્મો અને તેમના પર આધાર રાખે છે સંબંધિત સ્થિતિ, એટલે કે પદાર્થની રચના. તેથી, વિદ્યુત વાહકતાનું નિર્ધારણ અથવા પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓના આધારે તેના ફેરફારોનો ઉપયોગ પદાર્થની રચના અને ખાસ કરીને શરીરના વિવિધ પેશીઓનો અભ્યાસ કરતી વખતે થાય છે (જુઓ જૈવિક પ્રણાલીઓની વિદ્યુત વાહકતા).

વિવિધ પદાર્થો (ડાઇલેક્ટ્રિક્સ), તેમની રચના અને એકત્રીકરણની સ્થિતિના આધારે, હોય છે વિવિધ કદડી. પી. (કોષ્ટક).

ટેબલ. કેટલાક પદાર્થોના ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકનું મૂલ્ય

તબીબી બાયોલ સંશોધન માટે વિશેષ મહત્વ એ ડી. અને.નો અભ્યાસ છે. ધ્રુવીય પ્રવાહીમાં. તેમાંથી એક લાક્ષણિક પ્રતિનિધિ પાણી છે, જેમાં દ્વિધ્રુવ અને ક્ષેત્રના ચાર્જ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે દ્વિધ્રુવનો સમાવેશ થાય છે જે ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં લક્ષી હોય છે, જે દ્વિધ્રુવ અથવા ઓરિએન્ટેશનલ ધ્રુવીકરણની ઘટના તરફ દોરી જાય છે. પાણીના દબાણનું ઊંચું મૂલ્ય (t° 20° પર 80) નક્કી કરે છે ઉચ્ચ ડિગ્રીતેમાં વિવિધ રસાયણોનું વિયોજન. પદાર્થો અને ક્ષાર, સંયોજનો, પાયા અને અન્ય સંયોજનોની સારી દ્રાવ્યતા (જુઓ ડિસોસિએશન, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ). પાણીમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટની સાંદ્રતામાં વધારો સાથે, તેના ડીપીનું મૂલ્ય ઘટે છે (ઉદાહરણ તરીકે, મોનોવેલેન્ટ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ માટે, જ્યારે મીઠાની સાંદ્રતા 0.1 એમ વધે છે ત્યારે પાણીનો ડીપી એકથી ઘટે છે).

મોટાભાગની બાયોલ વસ્તુઓ વિજાતીય ડાઇલેક્ટ્રિક્સની છે. જ્યારે જૈવિક પદાર્થના આયનોને વિદ્યુત ક્ષેત્ર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, ઇન્ટરફેસનું ધ્રુવીકરણ નોંધપાત્ર મહત્વ ધરાવે છે (જુઓ જૈવિક પટલ). આ કિસ્સામાં, ધ્રુવીકરણની તીવ્રતા વધારે છે, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની આવર્તન ઓછી છે. બાયોલની ઇન્ટરફેસ સીમાઓનું ધ્રુવીકરણ હોવાથી, આયનોની અભેદ્યતા (જુઓ) પર આધાર રાખે છે, તે સ્પષ્ટ છે કે અસરકારક ડી. પી વધુ હદ સુધીપટલની સ્થિતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

કારણ કે જૈવિક એક જેવા જટિલ વિજાતીય પદાર્થનું ધ્રુવીકરણ છે અલગ પ્રકૃતિ(એકાગ્રતા, મેક્રોસ્ટ્રક્ચરલ, ઓરિએન્ટેશન, આયનીય, ઇલેક્ટ્રોનિક, વગેરે), પછી તે સ્પષ્ટ બને છે કે વધતી આવર્તન સાથે વિક્ષેપ (વિક્ષેપ) માં ફેરફાર તીવ્રપણે વ્યક્ત થાય છે. પરંપરાગત રીતે, ગતિશીલ આવર્તનના પ્રસારના ત્રણ ક્ષેત્રોને અલગ પાડવામાં આવે છે: આલ્ફા વિક્ષેપ (1 kHz સુધીની આવર્તન પર), બીટા વિક્ષેપ (કેટલાક kHz થી દસ MHz સુધીની આવર્તન) અને ગામા વિક્ષેપ (10 9 Hz થી ઉપરની આવર્તન); બાયોલમાં, પદાર્થો સામાન્ય રીતે વિક્ષેપના ક્ષેત્રો વચ્ચે કોઈ સ્પષ્ટ સીમા હોતી નથી.

કાર્યના બગાડ સાથે, બાયોલની સ્થિતિ, ઑબ્જેક્ટ, ઓછી આવર્તન પર ડી. પીનું વિક્ષેપ ઘટે છે જ્યાં સુધી તે સંપૂર્ણપણે અદૃશ્ય થઈ જાય છે (પેશીના મૃત્યુ સાથે). ચાલુ ઉચ્ચ આવર્તન D.p નું મૂલ્ય નોંધપાત્ર રીતે બદલાતું નથી.

D.p. ફ્રીક્વન્સીઝની વિશાળ શ્રેણીમાં માપવામાં આવે છે, અને આવર્તન શ્રેણીના આધારે, માપન પદ્ધતિઓ પણ નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે. ફ્રીક્વન્સીઝ પર વીજ પ્રવાહ 1 હર્ટ્ઝ કરતા ઓછા, માપન પરીક્ષણ પદાર્થથી ભરેલા કેપેસિટરને ચાર્જ કરવાની અથવા ડિસ્ચાર્જ કરવાની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે. સમયસર ચાર્જિંગ અથવા ડિસ્ચાર્જિંગ વર્તમાનની અવલંબનને જાણતા, માત્ર મૂલ્ય નક્કી કરવું શક્ય નથી વિદ્યુત ક્ષમતાકેપેસિટર, પણ તેમાં નુકસાન. D. અને માપવા માટે 1 થી 3 10 8 Hz ની ફ્રીક્વન્સીઝ પર. વિશિષ્ટ પ્રતિધ્વનિ અને પુલ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે વિવિધ પદાર્થોના ગતિશીલ ગુણધર્મોમાં ફેરફારોનો સૌથી સંપૂર્ણ અને વ્યાપક રીતે વ્યાપકપણે અભ્યાસ કરવાનું શક્ય બનાવે છે.

તબીબી-જૈવિક સંશોધનમાં, માપેલા જથ્થાના સીધા વાંચન સાથે સપ્રમાણ વૈકલ્પિક વર્તમાન પુલનો મોટાભાગે ઉપયોગ થાય છે.

ગ્રંથસૂચિ:ડાઇલેક્ટ્રિક્સ અને સેમિકન્ડક્ટર્સની ઉચ્ચ-આવર્તન ગરમી, ઇડી. એ.વી. નેતુશીલા, એમ. -એલ., 1959, ગ્રંથસૂચિ.; S Edunov B. I. અને Fran k-K a m e-n ec k અને y D. A. જૈવિક પદાર્થોના ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક, Usp. ભૌતિક વિજ્ઞાન, વોલ્યુમ 79, વિ. 4, પૃષ્ઠ. 617, 1963, ગ્રંથસૂચિ.; જીવવિજ્ઞાન અને દવામાં ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને સાયબરનેટિક્સ, ટ્રાન્સ. અંગ્રેજીમાંથી, એડ. પી.કે.અનોખીના, પી. 71, એમ., 1963, ગ્રંથસૂચિ.; Em e F. ડાઇલેક્ટ્રિક માપન, ટ્રાન્સ. જર્મનમાંથી, એમ., 1967, ગ્રંથસૂચિ.