ધ્રુવીય અને બિન-ધ્રુવીય ડાઇલેક્ટ્રિક્સ

શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્રના મંતવ્યો અનુસાર, ડાઇલેક્ટ્રિક્સ કંડક્ટરથી મૂળભૂત રીતે અલગ છે, કારણ કે સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં તેમાં કોઈ મફત ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ નથી. ડાઇલેક્ટ્રિક અણુઓ બનાવતા કણોનો કુલ ચાર્જ શૂન્ય છે. જો કે, આનો અર્થ એ નથી કે આ પદાર્થોના પરમાણુઓ વિદ્યુત ગુણધર્મો પ્રદર્શિત કરવામાં સક્ષમ નથી.

બધા જાણીતા રેખીય ડાઇલેક્ટ્રિક્સને બે મોટા જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: ધ્રુવીય ડાઇલેક્ટ્રિક્સ અને નોનપોલર ડાઇલેક્ટ્રિક્સ. દરેક પ્રકારના ડાઇલેક્ટ્રિકના પરમાણુઓના ધ્રુવીકરણ મિકેનિઝમ્સમાં તફાવતને કારણે આ વિભાજનની રજૂઆત કરવામાં આવી છે. વાસ્તવમાં, ધ્રુવીકરણ પદ્ધતિ એ ડાઇલેક્ટ્રિક્સના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો બંનેના અભ્યાસમાં અને તેમના વિદ્યુત ગુણધર્મોના અભ્યાસમાં અત્યંત મહત્વપૂર્ણ પાસું છે.

નોનપોલર ડાઇલેક્ટ્રિક્સ

બિન-ધ્રુવીય ડાઇલેક્ટ્રિક્સને ન્યુટ્રલ ડાઇલેક્ટ્રિક્સ પણ કહેવામાં આવે છે, કારણ કે જે પરમાણુઓમાંથી આ ડાઇલેક્ટ્રિક્સ બનેલા છે તે તેમની અંદરના નકારાત્મક અને સકારાત્મક ચાર્જના ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્રોના સંયોગમાં અલગ પડે છે.પરિણામે, તે તારણ આપે છે કે બિન-ધ્રુવીય ડાઇલેક્ટ્રિક્સના પરમાણુઓની પોતાની ઇલેક્ટ્રિક ક્ષણ નથી, તે શૂન્યની બરાબર છે. અને બાહ્ય વિદ્યુત ક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં, આવા પદાર્થોના પરમાણુઓના હકારાત્મક અને નકારાત્મક શુલ્ક સમપ્રમાણરીતે ગોઠવાય છે.

જો બિન-ધ્રુવીય ડાઇલેક્ટ્રિક પર બાહ્ય વિદ્યુત ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે, તો પરમાણુઓમાં ધન અને નકારાત્મક ચાર્જ તેમની મૂળ સંતુલન સ્થિતિથી વિસ્થાપિત થશે, પરમાણુઓ દ્વિધ્રુવ બની જશે જેની ઇલેક્ટ્રિક ક્ષણો હવે ઇલેક્ટ્રિકની તાકાતના પ્રમાણસર હશે. ફીલ્ડ તેમને લાગુ કરવામાં આવે છે, અને ફીલ્ડની સમાંતર નિર્દેશિત કરવામાં આવશે.

બિન-ધ્રુવીય ડાઇલેક્ટ્રિક્સના ઉદાહરણો જે આજે સફળતાપૂર્વક ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેટિંગ સામગ્રી તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે તે નીચે મુજબ છે: પોલિઇથિલિન, પોલિસ્ટરીન, હાઇડ્રોકાર્બન, પેટ્રોલિયમ ઇન્સ્યુલેટિંગ તેલ, વગેરે. ઉપરાંત, બિન-ધ્રુવીય અણુઓના તેજસ્વી પ્રતિનિધિઓ છે, ઉદાહરણ તરીકે, નાઇટ્રોજન, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, મિથેન, વગેરે. શ્રીમાન.

નોનપોલર ડાઇલેક્ટ્રિક્સ, તેમના ઓછા ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન સ્પર્શક મૂલ્યોને કારણે, K78-2 જેવા કેપેસિટર્સમાં ઉચ્ચ-આવર્તન ડાઇલેક્ટ્રિક્સ તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

ધ્રુવીય ડાઇલેક્ટ્રિક્સ

ધ્રુવીય ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં, જેને દ્વિધ્રુવીય ડાઇલેક્ટ્રિક્સ પણ કહેવામાં આવે છે, પરમાણુઓની પોતાની ઇલેક્ટ્રિક મોમેન્ટ હોય છે, એટલે કે, તેમના પરમાણુ ધ્રુવીય હોય છે. કારણ એ છે કે ધ્રુવીય ડાઇલેક્ટ્રિક્સના પરમાણુઓ અસમપ્રમાણ માળખું ધરાવે છે, તેથી આવા ડાઇલેક્ટ્રિક્સના પરમાણુઓમાં નકારાત્મક અને હકારાત્મક ચાર્જના સમૂહના કેન્દ્રો એકરૂપ થતા નથી.

જો બિન-ધ્રુવીય પોલિમરમાં કેટલાક હાઇડ્રોજન અણુઓને અન્ય તત્વોના અણુઓ અથવા બિન-હાઇડ્રોકાર્બન રેડિકલ દ્વારા બદલવામાં આવે છે, તો પછી આપણને ફક્ત ધ્રુવીય (દ્વિધ્રુવીય) ડાઇલેક્ટ્રિક મળશે, કારણ કે આવા પરિણામે સમપ્રમાણતા તૂટી જશે. બદલી તેના રાસાયણિક સૂત્ર દ્વારા પદાર્થની ધ્રુવીયતા નક્કી કરતા, સંશોધકને, અલબત્ત, તેના પરમાણુઓની અવકાશી રચનાનો ખ્યાલ હોવો જોઈએ.

જ્યારે કોઈ બાહ્ય વિદ્યુત ક્ષેત્ર હોતું નથી, ત્યારે પરમાણુ દ્વિધ્રુવોની અક્ષો થર્મલ ગતિને કારણે મનસ્વી રીતે લક્ષી હોય છે, જેથી ડાઇલેક્ટ્રિકની સપાટી પર અને તેના વોલ્યુમના દરેક તત્વમાં ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ સરેરાશ શૂન્ય હોય છે. જો કે, જ્યારે ડાઇલેક્ટ્રિકને બાહ્ય ક્ષેત્રમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, ત્યારે પરમાણુ દ્વિધ્રુવોનું આંશિક અભિગમ જોવા મળે છે. પરિણામે, ડાઇલેક્ટ્રિકની સપાટી પર ભરપાઇ વિનાના મેક્રોસ્કોપિકલી કનેક્ટેડ ચાર્જિસ દેખાય છે, જે બાહ્ય ક્ષેત્ર તરફ નિર્દેશિત ક્ષેત્ર બનાવે છે.

ધ્રુવીય ડાઇલેક્ટ્રિક્સના ઉદાહરણોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે: ક્લોરિનેટેડ હાઇડ્રોકાર્બન, ઇપોક્સી અને ફિનોલ ફોર્માલ્ડિહાઇડ રેઝિન, સિલિકોન સિલિકોન સંયોજનો, વગેરે. પાણી અને આલ્કોહોલના અણુઓ, ઉદાહરણ તરીકે, ધ્રુવીય અણુઓના પણ નોંધપાત્ર ઉદાહરણો છે. ધ્રુવીય ડાઇલેક્ટ્રિકનો વ્યાપકપણે ટેકનોલોજીના વિવિધ ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગ થાય છે, જેમ કે પીઝોઇલેક્ટ્રિક અને ફેરોઇલેક્ટ્રિક, ઓપ્ટિક્સ, નોનલાઇનર ઓપ્ટિક્સ, ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, એકોસ્ટિક્સ વગેરે.