العوازل القطبية وغير القطبية

وفقًا لوجهات نظر الفيزياء الكلاسيكية ، تختلف العوازل بشكل أساسي عن الموصلات ، لأنه في ظل الظروف العادية لا توجد شحنات كهربائية مجانية فيها. الشحنة الكلية للجسيمات المكونة للجزيئات العازلة هي صفر. ومع ذلك ، هذا لا يعني على الإطلاق أن جزيئات هذه المواد غير قادرة على إظهار الخواص الكهربائية.

يمكن تقسيم جميع العوازل الخطية المعروفة إلى مجموعتين كبيرتين: العوازل القطبية وغير القطبية. يتم تقديم هذا التقسيم بسبب الاختلافات في آليات الاستقطاب لجزيئات كل نوع من أنواع العوازل. في الواقع ، تبين أن آلية الاستقطاب جانب مهم للغاية في دراسة كل من الخصائص الفيزيائية والكيميائية للعوازل الكهربائية ، وفي دراسة خواصها الكهربائية.

عوازل غير قطبية

تسمى العوازل غير القطبية أيضًا بالعوازل المحايدة ، لأن الجزيئات التي تتكون منها هذه العوازل تختلف في تزامن مراكز الجاذبية من الشحنات السالبة والموجبة بداخلها.نتيجة لذلك ، اتضح أن جزيئات العوازل غير القطبية ليس لها عزم كهربائي خاص بها ، فهي تساوي صفرًا. وفي حالة عدم وجود مجال كهربائي خارجي ، يتم ترتيب الشحنات الموجبة والسالبة لجزيئات هذه المواد بشكل متماثل.

إذا تم تطبيق مجال كهربائي خارجي على عازل غير قطبي ، فسيتم إزاحة الشحنة الموجبة والسالبة في الجزيئات من موضع توازنها الأصلي ، وستصبح الجزيئات ثنائية الأقطاب التي ستكون لحظاتها الكهربائية الآن متناسبة مع قوة التيار الكهربائي يتم تطبيق الحقل عليهم ، وسيتم توجيهه بالتوازي مع المجال.

أمثلة للعوازل غير القطبية التي يتم استخدامها بنجاح اليوم كمواد عازلة للكهرباء هي التالية: البولي إيثيلين ، البوليسترين ، الهيدروكربونات ، الزيوت العازلة للبترول ، إلخ. أيضًا ، الممثلون الساطعون للجزيئات غير القطبية هم ، على سبيل المثال ، النيتروجين وثاني أكسيد الكربون والميثان وما إلى ذلك. السيد.

تُستخدم العوازل غير القطبية ، نظرًا لقيمها التماسية ذات فقد العازل المنخفض ، على نطاق واسع كعوازل كهربائية عالية التردد في المكثفات مثل K78-2.

عوازل قطبية

في العوازل القطبية ، والتي تسمى أيضًا عوازل ثنائية القطب ، تمتلك الجزيئات عزمًا كهربائيًا خاصًا بها ، أي أن جزيئاتها قطبية. والسبب هو أن جزيئات العوازل القطبية لها بنية غير متماثلة ، وبالتالي فإن مراكز كتلة الشحنات السالبة والموجبة في جزيئات هذه المواد العازلة لا تتطابق.

إذا تم استبدال بعض ذرات الهيدروجين في بوليمر غير قطبي بذرات من عناصر أخرى أو بجذور غير هيدروكربونية ، فسنحصل فقط على عازل قطبي (ثنائي القطب) ، حيث سيتم كسر التناظر نتيجة لمثل هذا إستبدال. عند تحديد قطبية مادة ما من خلال صيغتها الكيميائية ، يجب أن يكون لدى الباحث ، بالطبع ، فكرة عن التركيب المكاني لجزيئاتها.

عندما لا يكون هناك مجال كهربائي خارجي ، يتم توجيه محاور ثنائيات الأقطاب الجزيئية بشكل تعسفي بسبب الحركة الحرارية ، بحيث تكون الشحنة الكهربائية على سطح العازل وفي كل عنصر من حجمه صفرًا في المتوسط. ومع ذلك ، عندما يتم إدخال عازل في مجال خارجي ، يحدث اتجاه جزئي لثنائيات الأقطاب الجزيئية ، ونتيجة لذلك ، تظهر الشحنات المتصلة بشكل مجهري غير معوضات على سطح العازل ، مما يخلق مجالًا موجهًا إلى المجال الخارجي.

تتضمن أمثلة العوازل القطبية ما يلي: الهيدروكربونات المكلورة ، الإيبوكسي والفينول فورمالدهيد ، مركبات السيليكون السيليكون ، إلخ. جزيئات الماء والكحول ، على سبيل المثال ، هي أيضًا أمثلة بارزة للجزيئات القطبية. تُستخدم العوازل القطبية على نطاق واسع في مختلف مجالات التكنولوجيا ، مثل الكهروإجهادية والفيروكهربائية ، والبصريات ، والبصريات غير الخطية ، والإلكترونيات ، والصوتيات ، إلخ.