از زمانیکه آزمایشهای ابتدایی روی الکتریسیته ساکن جهت منزوی کردن بار الکتریکی ساکن توسط مواد دی الکتریکی که بار را به خارج هدایت نمی کنند ، صورت گرفته ، لزوم مطالعه مواد دی الکتریکی با توجه به نیاز عملی به عایقها احساس گردید . کهربا ، موم ، شیشه از جمله اولین مواد عایقی بودند که کاربرد عملی داشتند . با ظهور جریان الکتریکی خواص این مواد باید بیشتر ، مطالعه می شد تا برای مقاصد کاربردی مورد استفاده واقع شده و عکس العمل آنها نسبت به اعمال یک میدان ، معین و
مشخص گردد . خواص عایقی در ماده را می توان به قدرت دی الکتریکی تعریف
کرد .
از همان آغاز شناخت الکترو استاتیک توانایی مواد دی الکتریک در افزایش ذخیرة باریک خازن شناخته شده بود . کاربرهای جریان الکتریکی فرکانس بالا در ارتباط با رادیو ، تقاضاها را برای خازنهای ظرفیت بالا ، قدرت شکست بالا و ابعاد کوچک افزایش داد . برای رسیدن به این خواسته ها مواد در الکتریک زیادی آزمایش بر حسب قدرت دی الکتریک و گذردهی با توجه به کاربردشان در این حوزه رده بندی شدند و تقاضا برای مواد بهتر افزایش یافت . در موفقیت آمیز بودن هر نوع جستجو برای مواد جدید یا بهبود آنها در حوزة بخصوصی ، اطلاع از سازوگار اساسی که در ارتباط با ویژگیهای به خصوص آنهاست ، شرط اساسی است . این کار نظریه دی الکتریک است که با محاسبة رفتارها کروسکوپی بر حسب ساختمان مولکولی و اتمی ، ما را به این آگاهیها می رساند .
یک نظریة کامل، که رفتار دی الکتریکی هر نوع ماده ای را در بر داشته باشد کار بینهایت دشوار است و احتمالاً هر گز امکان پذیر نیست . با وجود این « مدلهای » نظریه دی الکتریکهای کاربردی بر حسب فرضیات ساده شدة مجهزی بنا شده اند . با بکار بردن این مدلهای نظری ، خواص معینی که با تغییرات پارامتریهایی که با آزمایش می توانند بررسی شوند ، پیش بینی می شود . میزان ساختمان اتمی یا مولکولی ماده بنا شده است ، موفق باشند می تواند دانش لازم را جهت جستجو در محیطهای الکتریکی مختلف مورد استفاده قرار گیرد . افزون بر این ممکن است خواصی که تاکنون توسط آزمایش مشاهده نشده اند پیش بینی شوند . بعنوان مثال در قرن نوزدهم ، نظریه های رفتار دی الکتریک ، امکان قطبش خود به خودی یا « فرو الکتریسیته » را پیش بینی کردند .
در صورتکیه تا سال 1935 اولین مادة فرو الکتریک کشف نشده بود .
بطور خلاصه برای درک کامل رفتار دی الکتریک به دانسته های نظری قبلی در جهت شروع بحث کاربرد عملی ، درک توسعه های جدید و محاسبة خواص غیر عادی ماده مورد نیاز است جهت فراهم کردن مبنای لازم برای بررسی مدلهای نظری ، به واکنش نظریه الکترو ا ستاتیکی و آگاهی از اندازه گیری و پارامترهای ماکروسکوپی نیازمندیم . در ابتدا نظریة الکترو استاتیک را مورد بررسی قرار می دهیم .
سپس پلاریزاسیون در دی الکتریکها و قابلیت پلاریزاسیون و جامدات دی الکتریک یونی را بررسی می کنیم . بعد از آن به بررسی گذردهی و انواع آن پرداخته و سپس انواع قطبش پذیری شکست در مایعات دی الکتریک پرداخته و در آخر حالتهای خاصی را که به برای دی الکتریکها رخ می دهد بررسی می کنیم .
فصل اول :
( 1 ـ 1 ) تعریف دی الکتریک :
وقتی عایقی را در یک میدان الکتریکی با شدت معمولی وارد کنیم ، الکترونها در داخل ماده در ابعاد اتمی و یا مولکولی مقید می ماند . بنابراین میدان
می تواند توزبع بارهای اتمی را تغییر داده ابعاد و آثار قطبی شدن که باعث تغییرات اساسی در میدان الکتریکی در ابعاد ماکروسکوپیک است بوجود
آورد . عایقهایی را که خاصیت قطبی شدن از خود نشان می دهد ، دی الکتریک می نامیم .
( 1 ـ 2 ) نظریة الکترو استاتیک :
قانون کوبن ؛ نیروی ربایشی یا رانشی بین دو ذرة باردار و به فاصله r را نیروی الکتریکی می نامیم ، که به کمک قانون کوبن می توان اندازه نیروی الکتریکی بین دو ذرة باردار را محاسبه کرد .
( 1 ـ 1 )
میدان الکتریکی ؛ هر بار الکتریکی در هر نقطه از فضای اطراف خود ، خاصیتی ایجاد می کند که به آن میدان الکتریکی می گویند . و یا می توان میدان را بطور کمی و به کمک نیروی که میدان بر بار الکتریکی واقع در میدان وارد می کند تعریف کرد : نیروی وارد بر سیکای بار الکتریکی مثبت را در هر نقطه ، میدان الکتریکی در آن نقطه می گویند .
شدت میدان الکتریکی بصورت روبه رو تعریف می شود :
( 2 ـ 1 )
شدت میدان الکتریکی یا قدرت میدان ، پارامتر مهمی در مهندسی برق ، بخصوص در ارتباط با قدرتهای شکست مواد عایق می باشد . شدت میدان الکتریکی تابع محیطی است که در آن حضور دارد .
چگالی شار الکتریکی ؛ چگالی فشار الکتریکی را به D نشان می دهیم و آن را بصورت رابطة ( 3 ـ 1 ) تعریف می کنیم و می بینم که چگالی فشار فقط تابعی از بار و موضوع آن است و به خاصیت محیط بستگی ندارد .
( 3 ـ 1 )
( 4 ـ 1 )
مثال 1 : با در نظر گرفتن در مرکز کره ای به شعاع r کل فشار عبوری از سطح از حاصل ضرب D در مساحت سطح بدست می آید ، یعنی :
مشاهده می شود که مجموع فشار عبوری از سطح کره با باری در مرکزش با اندازة بار برابر است و از شعاع کره مستقل است .
قانون گؤس ؛ قانون گؤس را می توان به زبان ریاضی به صورت زیر تعریف کرد :
( 5 ـ 1 ) مثال ( 1 ) در قانون گؤس برین بصورت تصمیم می بابد که برای هر سطح بسته ای شامل مجموعه ای از بارها ، شار خروجی از سطح با بار محصور شده برابر
است .
در رابطه ای که برای قانون گؤس نوشتیم ، ds المانی است با مساحت ds و جهت آن توسط امتداد عمود بر سطحش تعیین می شود .
فصل اول :
( 1 ـ 1 ) تعریف دی الکتریک
( 1 ـ 2 ) الکترو استاتیک
فصل دوم :
( 2 ـ 1 ) پلاریزاسیون دی الکترویکها
( 2 ـ 2 ) قابلیت پلاریزاسیون اتمی
( 2 ـ 3 ) جامدات یونی
( 2 ـ 4 ) قابلیت قطبی شدن وابسته به فرکانس
( 2 ـ 5 ) ثابتهای اپتیکی فلزات
فصل سوم :
( 3 ـ 1 ) گذردهی فضای آزاد
( 3 ـ 2 ) گذردهی مختلط
( 3 ـ 3 ) اندازه گیری گذردهی
( 1 ـ 3 ـ 3 ) گذردهی نسبی de
( 2 ـ 3 ـ 3 ) اندازه گیری با استفاده از پل
( 3 ـ 3 ـ 3 ) سلولهای اندازه گیری
( 4 ـ 3 ـ 3 ) روشهای مدار تشدید
( 5 ـ 3 ـ 3 ) اندازه گیریهای خط انتقال
( 6 ـ 3 ـ 3 ـ ) اندازه گیریهای میکرو موج
فصل چهارم :
( 4 ـ 1 ) قطبش پذیری
( 1 ـ 4 ـ 1 ) قطبش پذیری نوری
( 2 ـ 4 ـ 1 ) قطبش پذیری مولکولی
( 3 ـ 4 ـ 1 ) قطبش پذیری بین لایه ای
( 4 ـ 2 ) دسته بندی دی الکتریکها
( 4 ـ 3 ) مشکلات نظریه دی الکتریکها
فصل پنجم :
( 5 ـ 1 ) شکست دی الکتریکی
( 5 ـ 2 ) الکترونها در عایقها
( 5 ـ 3 ) سازو کار شکست
( 5 ـ 4 ) انواع سازو کارهای اساسی شکست در جامدات دی الکتریک
( 1 ـ 5 ـ 4 ) شکست ذاتی
( 2 ـ 5 ـ 4 ) شکست حرارتی
(3 ـ 5 ـ 4 ) شکست تخلیه ای
( 5 ـ 5 ) شکست در مایعهای دی الکتریک
( 5 ـ 6 ) قدرت دی الکترویکی
( 1 ـ 5 ـ 6 ) عوامل مؤثر بر قدرت دی الکتریکی برای بلور خالص
فصل ششم :
( 6 ـ 1 ) پیرو الکتریسیته
( 6 ـ 2 ) پیزو الکتریسیته
( 6 ـ 3 ) فرو الکتریکها
( 1 ـ 6 ـ 3 ) طبقه بندی فرو الکتریکها
شامل 67 صفحه فایل word
دانلود مقاله الکترونیک
