บทความเกี่ยวกับไดอิเล็กทริก บทความนี้รวบรวมเนื้อหาจากบทแนะนำและหนังสือเกี่ยวกับวิศวกรรมไฟฟ้าที่หลากหลาย อธิบายโครงสร้างโมเลกุล โมเมนต์ไฟฟ้าของไดอิเล็กทริก อิเล็กทริกเป็นสารที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าหลักคือความสามารถในการโพลาไรซ์ในสนามไฟฟ้า
ลักษณะเฉพาะของไดอิเล็กทริกคือการมีประจุบวกและลบที่ควบคู่กันอย่างแน่นหนาในโมเลกุลที่ประกอบขึ้นเป็นสาร ประเภทของพันธะที่มีอยู่สำหรับไดอิเล็กทริกที่ใช้ในวิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยุ โดยทั่วไปที่สุดคือโควาเลนต์ไม่มีขั้ว โควาเลนต์ขั้วหรือโฮมโพลาร์ อิออนหรือเฮเทอโรโพลาร์ ตัวรับบริจาค แรงของการเชื่อมต่อไม่เพียงกำหนดโครงสร้างและคุณสมบัติพื้นฐานของสารเท่านั้น แต่ยังกำหนดการปรากฏตัวของโมเมนต์ไฟฟ้าที่เป็นระเบียบหรือวุ่นวายในปริมาตรไมโครหรือมหภาคของสารด้วย
โมเมนต์ไฟฟ้าปรากฏในระบบของประจุไฟฟ้าสองประจุที่มีขนาดเท่ากันและอยู่ตรงข้ามในเครื่องหมาย ± q ซึ่งอยู่ห่างจากกันในระยะที่กำหนด l และถูกกำหนดโดยอัตราส่วน? = คิวแอล
ระบบประจุดังกล่าวมักจะเรียกว่าไดโพล และโมเลกุลที่เกิดจากระบบประจุนี้เรียกว่าไดโพล
พันธะโควาเลนต์
เกิดขึ้นเมื่ออะตอมรวมกันเป็นโมเลกุลซึ่งเป็นผลมาจากการที่อิเล็กตรอนของวาเลนซ์ถูกสังคมและเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกถูกเสริมให้อยู่ในสภาวะที่เสถียร
โมเลกุลที่มีพันธะโควาเลนต์ไม่มีขั้วเกิดขึ้นเมื่ออะตอมที่มีชื่อเดียวกัน เช่น H2, O2, Cl2, C, S, Si เป็นต้น รวมกัน และมีโครงสร้างสมมาตร อันเป็นผลมาจากความบังเอิญของจุดศูนย์กลางของประจุบวกและประจุลบ โมเมนต์ไฟฟ้าของโมเลกุลจึงเป็นศูนย์ โมเลกุลไม่มีขั้ว และสาร (ไดอิเล็กตริก) จึงไม่มีขั้ว
หากโมเลกุลที่มีพันธะโควาเลนต์เกิดขึ้นจากอะตอมที่ไม่เหมือนกันเนื่องจากการแบ่งปันอิเล็กตรอนของวาเลนซ์คู่กัน เช่น H2O, CH4, CH3Cl เป็นต้น การไม่มีหรือมีอยู่ของโมเมนต์ไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับการจัดเรียงอะตอมของอะตอม สัมพันธ์กัน. ด้วยการจัดเรียงอะตอมที่สมมาตรและดังนั้นความบังเอิญของจุดศูนย์กลางของประจุจึงทำให้โมเลกุลไม่มีขั้ว ด้วยการจัดเรียงแบบอสมมาตรเนื่องจากการกระจัดของจุดศูนย์กลางของประจุในระยะหนึ่ง โมเมนต์ไฟฟ้าจึงเกิดขึ้น โมเลกุลจะเรียกว่าขั้วและสาร (ไดอิเล็กทริก) เป็นขั้ว แบบจำลองโครงสร้างของโมเลกุลที่ไม่มีขั้วและโมเลกุลแสดงในรูปด้านล่าง
ไม่ว่าจะเป็นไดอิเล็กทริกแบบมีขั้วหรือไม่มีขั้ว การมีอยู่ของโมเมนต์ไฟฟ้าในโมเลกุลจะนำไปสู่การปรากฏตัวของสนามไฟฟ้าภายในในแต่ละปริมาตรด้วยกล้องจุลทรรศน์ของสาร ด้วยการวางแนวที่ไม่เป็นระเบียบของโมเมนต์ไฟฟ้าของโมเลกุลเนื่องจากการชดเชยซึ่งกันและกัน สนามไฟฟ้าทั้งหมดในไดอิเล็กตริกจึงเป็นศูนย์ หากโมเมนต์ไฟฟ้าของโมเลกุลมีทิศทางเด่นในทิศทางเดียว สนามไฟฟ้าจะเกิดขึ้นในปริมาตรทั้งหมดของสาร
ปรากฏการณ์นี้พบได้ในสารที่มีโพลาไรซ์ที่เกิดขึ้นเอง (ที่เกิดขึ้นเอง) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเฟอร์โรอิเล็กทริก
พันธะไอออนิกและตัวรับผู้บริจาค
เกิดขึ้นเมื่อสารก่อตัวขึ้นจากอะตอมที่ไม่เหมือนกัน ในกรณีนี้ อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีหนึ่งจะยอมแพ้ และอีกอะตอมจะยึดหรือจับอิเล็กตรอน เป็นผลให้เกิดสองไอออนขึ้นระหว่างที่โมเมนต์ไฟฟ้าเกิดขึ้น
ดังนั้นตามโครงสร้างของโมเลกุลไดอิเล็กตริกสามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:
- ไดอิเล็กทริกแบบไม่มีขั้ว โมเมนต์ไฟฟ้าของโมเลกุลมีค่าเท่ากับศูนย์
- ขั้วไดอิเล็กทริกโมเมนต์ไฟฟ้าของโมเลกุลที่ไม่ใช่ศูนย์
- ไดอิเล็กทริกไอออนิกซึ่งมีโมเมนต์ไฟฟ้าเกิดขึ้นระหว่างไอออนขององค์ประกอบทางเคมีที่ประกอบขึ้นเป็นสสาร
การปรากฏตัวของโมเมนต์ไฟฟ้าในไดอิเล็กทริกโดยไม่คำนึงถึงสาเหตุของการเกิดขึ้นจะเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติหลัก - ความสามารถในการโพลาไรซ์ในสนามไฟฟ้า