ध्रुवीय आणि नॉन-ध्रुवीय डायलेक्ट्रिक्स

शास्त्रीय भौतिकशास्त्राच्या मतानुसार, डायलेक्ट्रिक्स कंडक्टरपेक्षा मूलभूतपणे भिन्न आहेत, कारण सामान्य परिस्थितीत त्यांच्यामध्ये कोणतेही विनामूल्य विद्युत शुल्क नसते. डायलेक्ट्रिक रेणू बनवणाऱ्या कणांचा एकूण चार्ज शून्य असतो. तथापि, याचा अर्थ असा नाही की या पदार्थांचे रेणू विद्युत गुणधर्म प्रदर्शित करण्यास सक्षम नाहीत.

सर्व ज्ञात रेखीय डायलेक्ट्रिक्स दोन मोठ्या गटांमध्ये विभागले जाऊ शकतात: ध्रुवीय डायलेक्ट्रिक्स आणि नॉनपोलर डायलेक्ट्रिक्स. प्रत्येक प्रकारच्या डायलेक्ट्रिकच्या रेणूंच्या ध्रुवीकरण यंत्रणेतील फरकांमुळे ही विभागणी सुरू झाली आहे. खरं तर, डायलेक्ट्रिक्सच्या भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांच्या अभ्यासात आणि त्यांच्या विद्युत गुणधर्मांच्या अभ्यासात ध्रुवीकरण यंत्रणा ही अत्यंत महत्त्वाची बाब ठरते.

नॉनपोलर डायलेक्ट्रिक्स

नॉन-पोलर डायलेक्ट्रिक्सना न्यूट्रल डायलेक्ट्रिक्स देखील म्हणतात, कारण ज्या रेणूंमध्ये हे डायलेक्ट्रिक्स बनलेले असतात ते त्यांच्यातील नकारात्मक आणि सकारात्मक शुल्कांच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या केंद्रांच्या योगायोगाने भिन्न असतात.परिणामी, असे दिसून आले की नॉन-पोलर डायलेक्ट्रिक्सच्या रेणूंचा स्वतःचा विद्युत क्षण नसतो, तो शून्य असतो. आणि बाह्य विद्युत क्षेत्राच्या अनुपस्थितीत, अशा पदार्थांच्या रेणूंचे सकारात्मक आणि नकारात्मक शुल्क सममितीयपणे व्यवस्थित केले जातात.

जर बाह्य विद्युत क्षेत्र नॉन-ध्रुवीय डायलेक्ट्रिकवर लागू केले असेल, तर रेणूंमधील सकारात्मक आणि ऋण शुल्क त्यांच्या मूळ समतोल स्थितीपासून विस्थापित होईल, रेणू द्विध्रुव बनतील ज्यांचे विद्युत क्षण आता विद्युत शक्तीच्या प्रमाणात असतील. फील्ड त्यांना लागू केले, आणि फील्डच्या समांतर निर्देशित केले जाईल.

नॉन-पोलर डायलेक्ट्रिक्सची उदाहरणे जी आज यशस्वीरित्या इलेक्ट्रिकल इन्सुलेट सामग्री म्हणून वापरली जातात: पॉलिथिलीन, पॉलीस्टीरिन, हायड्रोकार्बन्स, पेट्रोलियम इन्सुलेट तेल इ. तसेच, नॉन-ध्रुवीय रेणूंचे तेजस्वी प्रतिनिधी आहेत, उदाहरणार्थ, नायट्रोजन, कार्बन डायऑक्साइड, मिथेन इ. श्री.

नॉनपोलर डायलेक्ट्रिक्स, त्यांच्या कमी डाईलेक्ट्रिक नुकसान स्पर्शिका मूल्यांमुळे, K78-2 सारख्या कॅपेसिटरमध्ये उच्च-फ्रिक्वेंसी डायलेक्ट्रिक्स म्हणून मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

ध्रुवीय डायलेक्ट्रिक्स

ध्रुवीय डायलेक्ट्रिक्समध्ये, ज्याला द्विध्रुवीय डायलेक्ट्रिक्स देखील म्हणतात, रेणूंचा स्वतःचा विद्युत क्षण असतो, म्हणजेच त्यांचे रेणू ध्रुवीय असतात. याचे कारण असे की ध्रुवीय डायलेक्ट्रिक्सच्या रेणूंची असममित रचना असते, त्यामुळे अशा डायलेक्ट्रिक्सच्या रेणूंमध्ये ऋण आणि सकारात्मक शुल्काच्या वस्तुमानाची केंद्रे एकरूप होत नाहीत.

नॉन-ध्रुवीय पॉलिमरमध्ये काही हायड्रोजन अणू इतर घटकांच्या अणूंनी किंवा गैर-हायड्रोकार्बन रॅडिकल्सने बदलले, तर आपल्याला फक्त एक ध्रुवीय (द्विध्रुवीय) डायलेक्ट्रिक मिळेल, कारण अशा परिणामामुळे सममिती खंडित होईल. बदली एखाद्या पदार्थाची ध्रुवीयता त्याच्या रासायनिक सूत्राद्वारे निश्चित करताना, संशोधकाला अर्थातच त्याच्या रेणूंच्या अवकाशीय संरचनेची कल्पना असणे आवश्यक आहे.

जेव्हा कोणतेही बाह्य विद्युत क्षेत्र नसते, तेव्हा आण्विक द्विध्रुवांचे अक्ष थर्मल गतीमुळे अनियंत्रितपणे उन्मुख असतात, ज्यामुळे डायलेक्ट्रिकच्या पृष्ठभागावर आणि त्याच्या व्हॉल्यूमच्या प्रत्येक घटकामध्ये विद्युत शुल्क सरासरी शून्य असते. तथापि, जेव्हा डायलेक्ट्रिकचा बाह्य क्षेत्रात प्रवेश केला जातो, तेव्हा आण्विक द्विध्रुवांचे आंशिक अभिमुखता उद्भवते. परिणामी, डायलेक्ट्रिकच्या पृष्ठभागावर भरपाई न केलेले मॅक्रोस्कोपिकली जोडलेले शुल्क दिसून येते, ज्यामुळे बाह्य क्षेत्राकडे निर्देशित फील्ड तयार होते.

ध्रुवीय डायलेक्ट्रिक्सच्या उदाहरणांमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश होतो: क्लोरिनेटेड हायड्रोकार्बन्स, इपॉक्सी आणि फिनॉल फॉर्मल्डिहाइड रेजिन, सिलिकॉन सिलिकॉन संयुगे इ. पाणी आणि अल्कोहोल रेणू, उदाहरणार्थ, ध्रुवीय रेणूंची देखील उल्लेखनीय उदाहरणे आहेत. पीझोइलेक्ट्रिक आणि फेरोइलेक्ट्रिक, ऑप्टिक्स, नॉनलाइनर ऑप्टिक्स, इलेक्ट्रॉनिक्स, ध्वनीशास्त्र इत्यादी तंत्रज्ञानाच्या विविध क्षेत्रात ध्रुवीय डायलेक्ट्रिक्सचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.