絶縁体または電流の特に貧弱な伝導体である誘電体は、電場に置かれると、ほとんど最小の電流しか伝導しません。金属とは異なり、物質内をドリフトする可能性のある疎結合電子または自由電子を含まないためです。 .代わりに、電気分極が発生します。誘電体中の正電荷は電界方向に微小に変位し、負電荷は逆方向に微小変位します。この小さな電荷分離または分極により、誘電体内の電界が減少します。
他の電気現象は、誘電体の存在によって影響を受けます。誘電体媒体中の 2 つの電荷間の力は真空中よりも小さくなりますが、誘電体媒体の単位体積あたりの電場に蓄えられるエネルギーの量は大きくなります。誘電体で満たされたコンデンサは、真空コンデンサよりも静電容量が大きくなります。大規模または巨視的なスケールでは、電気現象に対する誘電体の影響は、誘電率、誘電率、電気分極などの用語を使用して説明されます。
誘電体とは?
誘電体とは、電気をあまり通しませんが、静電界を効率的にサポートする物質です。
対向する電荷極間の電流の流れが最小限に抑えられ、磁束の静電線が妨げられたり中断されたりしない場合、静電場はエネルギーを蓄えることができます。この機能は、無線周波数のコンデンサで非常に役立ちます。高周波伝送線路も誘電体で構成されています。
大部分の誘電体は固体相です。磁器（セラミック）、マイカ、ガラス、ポリマー、金属酸化物はほんの一例です。
誘電体は、一部の液体や気体に含まれています。乾燥空気は、可変コンデンサや一部の伝送線路で使用される優れた誘電体材料です。蒸留水は優れた誘電特性を持っています。真空は非常に効率的な誘電体です。
誘電体の特性
誘電体の正電荷が電場にさらされると、印加された電場の方向に移動します。負電荷は、印加された電場の反対方向にシフトします。この結果、誘電分極が生じる。
一般に、電荷は物質の中を流れません。誘電体フィールドは、分極によって減少します。
William Whewell は「誘電体」という言葉を作り出しました。完全な誘電体には電気伝導性がありません。誘電体は、理想的なコンデンサのように、電気エネルギーを蓄えたり放散したりします。電気感受率、誘電分極、誘電分散、誘電緩和、調整可能性、およびその他の多くの特性は、誘電体が示す最も重要なものの 1 つです。
誘電材料の種類
誘電体には、真空、固体、液体、気体が含まれます。
セラミック、紙、マイカ、ガラス、その他の固体誘電体材料がその例です。
蒸留水、変圧器油、その他の液体誘電性化合物がその例です。
窒素、乾燥空気、ヘリウム、金属酸化物、その他のガス誘電体がその例です。誘電体も完全な真空です。
誘電材料の応用
誘電体は、コンデンサの製造に広く使用されています。これらは、プレート間の電界にエネルギーを蓄え、共振回路の一部として信号からノイズを除去し、他のコンポーネントに電力のバーストを送ることができます。
誘電体の用途によっては、電荷を蓄える能力よりも電気絶縁特性に依存するものがあるため、ここでは高い電気抵抗率と低い誘電損失が最も望ましい特性です。
これらの用途の最も明白な用途は、ワイヤーやケーブルなどの絶縁ですが、センサー デバイスへの用途もあります。たとえば、誘電体の薄いシートの表面に少量の金属を蒸着することで、一種のひずみゲージを作ることができます。
誘電帯電
コンデンサの薄い誘電体層に大きな電界がかかると、または電離放射線にさらされると、誘電体の帯電が発生します。誘電体を使用した RF MEMS スイッチの誘電体の帯電は、特に容量性 RF MEMS スイッチが下の位置にあり、誘電体に接触している場合に大きな問題となります。充電によってプルイン電圧とプルアウト電圧が変化し、最終的にデバイスのスティクションが発生します。作動電極の近くまたは基板内に蓄積する電荷は、共振器に問題を引き起こす可能性があります。
結論
誘電体中の正電荷は電界の方向に微小に移動し、負電荷は逆方向に微小に移動します。誘電体媒体中の 2 つの電荷間の力は真空中よりも小さくなりますが、誘電体媒体の単位体積あたりの電場に蓄えられるエネルギーの量は大きくなります。大規模または巨視的なスケールでは、電気現象に対する誘電体の影響は、誘電率、誘電率、電気分極などの用語を使用して説明されます。誘電体材料の大部分は、実際には固体です。誘電体材料の正電荷が電界にさらされると、印加された電界の方向に変位する誘電体材料の特性。
