極性誘電体と非極性誘電体

古典物理学の見解によれば、通常の状態では誘電体には自由電荷が存在しないため、誘電体は導体とは根本的に異なります。誘電体分子を形成する粒子の総電荷はゼロです。しかし、これは、これらの物質の分子が電気的特性を示せないということをまったく意味するものではありません。

既知の線形誘電体はすべて、極性誘電体と非極性誘電体の 2 つの大きなグループに分類できます。この分割は、各種類の誘電体の分子の分極機構の違いにより導入されます。実際、分極メカニズムは、誘電体の物理的および化学的特性の研究、および電気的特性の研究において非常に重要な側面であることが判明しています。

無極性誘電体

無極性誘電体は中性誘電体とも呼ばれます。これは、これらの誘電体を構成する分子が内部の負電荷と正電荷の重心の一致が異なるためです。その結果、無極性誘電体の分子には独自の電気モーメントがなく、ゼロに等しいことがわかりました。そして、外部電場が存在しない場合、そのような物質の分子の正電荷と負電荷は対称的に配置されます。

外部電場が無極性誘電体に印加されると、分子内の正と負の電荷が元の平衡位置から移動し、分子は双極子になり、その電気モーメントは電気の強さに比例します。フィールドがそれらに適用され、フィールドと平行に方向付けられます。

現在電気絶縁材料として使用されている非極性誘電体の例としては、ポリエチレン、ポリスチレン、炭化水素、石油絶縁油などが挙げられます。また、非極性分子の明るい代表例としては、窒素、二酸化炭素、メタンなどが挙げられます。氏

無極性誘電体は、誘電正接値が低いため、K78-2 などのコンデンサの高周波誘電体として広く使用されています。

極性誘電体

双極子誘電体とも呼ばれる極性誘電体では、分子は独自の電気モーメントを持ちます。つまり、分子は極性を持っています。その理由は、極性誘電体の分子が非対称な構造をしているため、そのような誘電体の分子内の負電荷と正電荷の質量中心が一致しないためです。

非極性ポリマーにおいて、水素原子の一部が他の元素の原子または非炭化水素ラジカルによって置き換えられた場合、そのような対称性の結果として対称性が破られるため、極性（双極子）誘電体のみが得られます。置換。化学式によって物質の極性を決定するには、当然のことながら、研究者はその分子の空間構造についてのアイデアを持っている必要があります。

外部電場がない場合、分子双極子の軸は熱運動により任意に配向されるため、誘電体の表面およびその体積のすべての要素の電荷は平均してゼロになります。しかし、誘電体が外部場に導入されると、分子双極子の部分的な配向が発生し、その結果、補償されていない巨視的に接続された電荷が誘電体の表面に現れ、外部場に向かう場が生成されます。

極性誘電体の例には、塩素化炭化水素、エポキシおよびフェノールホルムアルデヒド樹脂、シリコンシリコン化合物などが含まれます。たとえば、水やアルコールの分子も極性分子の注目すべき例です。極性誘電体は、圧電体や強誘電体、光学、非線形光学、エレクトロニクス、音響など、さまざまな技術分野で広く使用されています。