অস্তরক ধ্রুবক কি?

চার্জগুলি কুলম্বের আইন দ্বারা নির্ধারিত বিভিন্ন শক্তির সাথে বিভিন্ন মিডিয়াতে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে। এই মিডিয়ার বৈশিষ্ট্য একটি পরিমাণ দ্বারা নির্ধারিত হয় যাকে পারমিটিভিটি বলা হয়।

অস্তরক ধ্রুবক কি?

অনুসারে কুলম্বের আইন, দুই ফিক্সড পয়েন্ট চার্জ q₁ এবং q₂ শূন্যতায় একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে সূত্র F দ্বারা প্রদত্ত বলের সাথে_{ক্লাস}=((1/4)*π*ε)*(|q₁|*|q₂|/আর²), কোথায়:

• চ_{ক্লাস} কুলম্ব বল, এন;
• q₁, q₂ চার্জ মডিউল, সি;
• r হল চার্জের মধ্যে দূরত্ব, m;
• ε₀ - বৈদ্যুতিক ধ্রুবক, 8.85 * 10^-12 F/m (ফরাড প্রতি মিটার)।

যদি মিথস্ক্রিয়াটি শূন্যে না ঘটে, তবে সূত্রটিতে অন্য একটি পরিমাণ অন্তর্ভুক্ত থাকে যা কুলম্ব বলের উপর পদার্থের প্রভাব নির্ধারণ করে এবং কুলম্ব আইনটি নিম্নরূপ লেখা হয়:

F=((1/4)*π* ε*ε)*(|q₁|*|q₂|/আর²).

এই মানটি গ্রীক অক্ষর ε (এপসিলন) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, এটি মাত্রাহীন (পরিমাপের কোন একক নেই)। ডাইইলেকট্রিক পারমিটিভিটি হল একটি পদার্থের চার্জের মিথস্ক্রিয়া ক্ষয় করার সহগ।

প্রায়শই পদার্থবিজ্ঞানে, পারমিটিভিটি বৈদ্যুতিক ধ্রুবকের সাথে একত্রে ব্যবহৃত হয়, এই ক্ষেত্রে পরম অনুমতির ধারণাটি চালু করা সুবিধাজনক। এটি ε দ্বারা চিহ্নিত করা হয়_ক এবং ε এর সমান_ক= ε*ই. এই ক্ষেত্রে, পরম ব্যাপ্তিযোগ্যতার মাত্রা F/m। সাধারণ ব্যাপ্তিযোগ্যতা ε কে ε থেকে আলাদা করার জন্য আপেক্ষিকও বলা হয়_ক.

অনুমতি প্রকৃতি

অনুমতির প্রকৃতি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কর্মের অধীনে মেরুকরণের ঘটনার উপর ভিত্তি করে। বেশিরভাগ পদার্থ সাধারণত বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ হয়, যদিও এতে চার্জযুক্ত কণা থাকে। এই কণাগুলি পদার্থের ভরে এলোমেলোভাবে অবস্থিত এবং তাদের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলি গড়ে একে অপরকে নিরপেক্ষ করে।

ডাইলেকট্রিক্সে, প্রধানত আবদ্ধ চার্জ থাকে (তাদের বলা হয় ডাইপোল)। এই ডাইপোলগুলি প্রচলিতভাবে দুটি ভিন্ন কণার বান্ডিলকে প্রতিনিধিত্ব করে, যেগুলি স্বতঃস্ফূর্তভাবে ডাইইলেকট্রিকের পুরুত্বের সাথে ভিত্তিক এবং গড়ে, একটি শূন্য বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি তৈরি করে। একটি বাহ্যিক ক্ষেত্রের ক্রিয়াকলাপের অধীনে, ডাইপোলগুলি প্রয়োগ করা শক্তি অনুসারে নিজেদেরকে অভিমুখী করে। ফলস্বরূপ, একটি অতিরিক্ত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি হয়। অনুরূপ ঘটনা ননপোলার ডাইলেক্ট্রিকগুলিতেও ঘটে।

কন্ডাক্টরগুলিতে, প্রক্রিয়াগুলি একই রকম, শুধুমাত্র বিনামূল্যে চার্জ রয়েছে, যা একটি বাহ্যিক ক্ষেত্রের ক্রিয়াকলাপের অধীনে পৃথক করা হয় এবং তাদের নিজস্ব বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে। এই ক্ষেত্রটি বাহ্যিকটির দিকে পরিচালিত হয়, চার্জগুলি স্ক্রীন করে এবং তাদের মিথস্ক্রিয়া শক্তি হ্রাস করে।একটি পদার্থের মেরুকরণের ক্ষমতা যত বেশি, ε তত বেশি।

বিভিন্ন পদার্থের অস্তরক ধ্রুবক

বিভিন্ন পদার্থের বিভিন্ন অস্তরক ধ্রুবক থাকে। তাদের কিছুর জন্য ε এর মান সারণী 1 এ দেওয়া হয়েছে। এটা স্পষ্ট যে এই মানগুলি একতার চেয়ে বেশি, তাই চার্জের মিথস্ক্রিয়া, ভ্যাকুয়ামের সাথে তুলনা করে, সর্বদা হ্রাস পায়। এটিও লক্ষ করা উচিত যে বায়ুর জন্য ε একতার চেয়ে সামান্য বেশি, তাই বায়ুতে চার্জের মিথস্ক্রিয়া কার্যত ভ্যাকুয়ামের মিথস্ক্রিয়া থেকে আলাদা নয়।

সারণী 1. বিভিন্ন পদার্থের জন্য বৈদ্যুতিক ব্যাপ্তিযোগ্যতার মান।

ক্যাপাসিটরের অস্তরক ধ্রুবক এবং ক্যাপাসিট্যান্স

ε এর মান জানা অনুশীলনে গুরুত্বপূর্ণ, উদাহরণস্বরূপ, বৈদ্যুতিক ক্যাপাসিটার তৈরি করার সময়। তাদের ক্ষমতা প্লেটগুলির জ্যামিতিক মাত্রা, তাদের মধ্যে দূরত্ব এবং অস্তরক এর অনুমতির উপর নির্ভর করে।

যদি পেতে হয় ক্যাপাসিটর বর্ধিত ক্ষমতা, তারপর প্লেটগুলির ক্ষেত্রের বৃদ্ধি মাত্রা বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে। ইলেক্ট্রোডের মধ্যে দূরত্ব কমানোর জন্যও ব্যবহারিক সীমা রয়েছে। এই ক্ষেত্রে, বর্ধিত অস্তরক ধ্রুবক সহ একটি অন্তরক ব্যবহার সাহায্য করতে পারে। আপনি যদি উচ্চতর ε সহ একটি উপাদান ব্যবহার করেন তবে আপনি প্লেটের আকার হ্রাস করতে বা ক্ষতি ছাড়াই তাদের মধ্যে দূরত্ব বাড়াতে পারেন। বৈদ্যুতিক ক্ষমতা.

ফেরোইলেক্ট্রিকস নামক পদার্থগুলিকে একটি পৃথক বিভাগে আলাদা করা হয়, যেখানে নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে স্বতঃস্ফূর্ত মেরুকরণ ঘটে।বিবেচনাধীন এলাকায়, তারা দুটি পয়েন্ট দ্বারা চিহ্নিত করা হয়:

• অস্তরক পারমিটিভিটির বড় মান (সাধারণ মান - শত শত থেকে কয়েক হাজার পর্যন্ত);
• বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র পরিবর্তন করে অস্তরক ধ্রুবকের মান নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা।

এই বৈশিষ্ট্যগুলি ছোট ওজন এবং আকার সূচক সহ উচ্চ-ক্ষমতার ক্যাপাসিটর (অন্তরক এর অস্তরক ধ্রুবকের বর্ধিত মানের কারণে) তৈরির জন্য ব্যবহৃত হয়।

এই ধরনের ডিভাইসগুলি শুধুমাত্র কম-ফ্রিকোয়েন্সি বিকল্প বর্তমান সার্কিটে কাজ করে - ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির সাথে সাথে তাদের অস্তরক ধ্রুবক হ্রাস পায়। ফেরোইলেক্ট্রিকসের আরেকটি প্রয়োগ হল পরিবর্তনশীল ক্যাপাসিটর, যার বৈশিষ্ট্যগুলি বিভিন্ন পরামিতি সহ একটি প্রয়োগিত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রভাবে পরিবর্তিত হয়।

অস্তরক ধ্রুবক এবং অস্তরক ক্ষতি

এছাড়াও, ডাইইলেক্ট্রিকের ক্ষতিগুলি অস্তরক ধ্রুবকের মানের উপর নির্ভর করে - এটি তাপ করার জন্য অস্তরক-এ হারিয়ে যাওয়া শক্তির অংশ। এই ক্ষতিগুলি বর্ণনা করতে, প্যারামিটার ট্যান δ সাধারণত ব্যবহার করা হয় - অস্তরক ক্ষতি কোণের স্পর্শক। এটি একটি ক্যাপাসিটরের অস্তরক ক্ষতির শক্তিকে চিহ্নিত করে, যেখানে অস্তরকটি একটি উপলব্ধ tg δ সহ একটি উপাদান দিয়ে তৈরি। এবং প্রতিটি পদার্থের জন্য নির্দিষ্ট শক্তি হ্রাস সূত্র p=E দ্বারা নির্ধারিত হয়²*ώ*ε*ε*tg δ, যেখানে:

• p হল নির্দিষ্ট পাওয়ার লস, W;
• ώ=2*π*f হল বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের বৃত্তাকার কম্পাঙ্ক;
• E হল বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি, V/m।

স্পষ্টতই, ডাইইলেক্ট্রিক ধ্রুবক যত বেশি হবে, ডাইলেকট্রিকের ক্ষতি তত বেশি হবে, অন্যান্য সমস্ত জিনিস সমান হবে।

বাহ্যিক কারণের উপর অনুমতির নির্ভরতা

এটি লক্ষ করা উচিত যে অনুমতির মান বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ফ্রিকোয়েন্সির উপর নির্ভর করে (এই ক্ষেত্রে, প্লেটগুলিতে প্রয়োগ করা ভোল্টেজের ফ্রিকোয়েন্সির উপর)। ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ার সাথে সাথে অনেক পদার্থের জন্য ε এর মান কমে যায়। এই প্রভাব পোলার ডাইলেকট্রিক্সের জন্য উচ্চারিত হয়। এই ঘটনাটি এই সত্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে যে চার্জ (ডাইপোল) ক্ষেত্রটি অনুসরণ করার সময় বন্ধ করে দেয়। আয়নিক বা বৈদ্যুতিন মেরুকরণ দ্বারা চিহ্নিত পদার্থের জন্য, ফ্রিকোয়েন্সির উপর অনুমতির নির্ভরতা কম।

অতএব, একটি ক্যাপাসিটর অস্তরক তৈরির জন্য উপকরণ নির্বাচন এত গুরুত্বপূর্ণ। কম ফ্রিকোয়েন্সিতে যা কাজ করে তা অগত্যা উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে ভাল বিচ্ছিন্নতা প্রদান করবে না। প্রায়শই, নন-পোলার ডাইলেক্ট্রিকগুলি এইচএফ-এ একটি অন্তরক হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

এছাড়াও, অস্তরক ধ্রুবক তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে এবং বিভিন্ন পদার্থে বিভিন্ন উপায়ে। ননপোলার ডাইলেক্ট্রিকের জন্য, এটি ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে হ্রাস পায়। এই ক্ষেত্রে, এই ধরনের ইনসুলেটর ব্যবহার করে তৈরি ক্যাপাসিটরগুলির জন্য, তারা ক্যাপাসিট্যান্সের একটি নেতিবাচক তাপমাত্রা সহগ (TKE) এর কথা বলে - ক্ষমতা ε এর পরে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায়। অন্যান্য পদার্থের জন্য, ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে ব্যাপ্তিযোগ্যতা বৃদ্ধি পায় এবং একটি ইতিবাচক TKE সহ ক্যাপাসিটারগুলি পাওয়া যেতে পারে। একটি জোড়ায় বিপরীত TKE সহ ক্যাপাসিটর অন্তর্ভুক্ত করে, আপনি একটি তাপীয়ভাবে স্থিতিশীল ক্যাপাসিট্যান্স পেতে পারেন।

ব্যবহারিক উদ্দেশ্যে বিভিন্ন পদার্থের অনুমতির মূল্যের সারমর্ম এবং জ্ঞান বোঝা গুরুত্বপূর্ণ। এবং অস্তরক ধ্রুবকের স্তর নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা অতিরিক্ত প্রযুক্তিগত দৃষ্টিভঙ্গি প্রদান করে।

অনুরূপ নিবন্ধ: