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誘電率


誘電率は、電場の形成に抵抗する物質の能力の尺度として定義されます。簡単に言えば、絶縁体または導体になる特性または材料の能力を説明するためによく使用されます。毎日、機能に応じて異なる誘電率を持つ材料や物質が一般的に使用されています。

誘電率は、氷の結晶内の水の移動性や、近くの分子が氷に引き込まれる凍結プロセス中に結晶構造を最小限に破壊する能力など、極性分子によって破壊されることなく凝集または凝縮を可能にする分子特性を表す別の特性を指すこともあります。誘電体分子が存在しない場合よりもはるかに速い速度で熱エネルギーを放散する凍結プロセスによって形成された後の結晶。

誘電率の定義

誘電率は電気伝導率に似ていますが、オーム/メートルではなくファラッド/メートルと呼ばれる単位で測定され、電界の動作に抵抗する材料の能力の測定値です。材料の誘電率が高いほど、電界に耐えることができ、トランジスタ回路や電源などの電子デバイスをより少ないエネルギーで動作させることができます.

誘電率の重要性

誘電体の重要性は、回路コンポーネントから電界を遮断することによって電位差を補助する能力です。電位差を加えると電場が発生し、回路内に電流が流れます。誘電体の誘電率が高い場合、コース内の電流の流れを最小限に抑えるか防止するのに役立ち、消費電力を抑えることができます。さらに、誘電率の高い材料は、絶縁破壊電圧を高め、回路内の漏れ電流を減らすのに役立ちます。

誘電損失は、材料 (電気絶縁体) によって散逸されるエネルギーです。これらの損失は、絶縁体に交流電流が流れるときに発生します。抵抗器の摩擦電気と同様に、加熱効果が生じます。

ガラス、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの材料は、誘電率が低い材料よりも誘電損失が大きくなります。一般に、誘電率が高いほど誘電損失は低くなります。誘電率の低いファブリックの例としては、値が 1.0 の窒素などの非極性ガスがあります。同時に、フッ素化炭化水素と水分子は最大 4.0 の割引を提供できます。両方の材料は無極性で、電場内ではほとんどまたはまったく電荷を保持しません。

誘電率の特徴

  • 誘電率の変動
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  • 誘電率の高い誘電体は、誘電率の低い材料であることがよくあります。誘電率は、電界の動作に抵抗する絶縁材料の能力を測定し、トランジスタ、半導体、コンデンサ、ダイオードなどの電子部品がより少ないエネルギーで動作できるようにします。
  • 誘電率の高い材料は、誘電率の低い材料よりも低い電圧ポテンシャルを伝導し、絶縁破壊電圧が高くなります。電気絶縁破壊電圧が高いということは、密度の低い流体を使用する場合よりも回路コンポーネント内で電圧ポテンシャルが流れやすいため、誘電率の高い流体を使用する場合、バッテリ システムの充電および放電中に生成される電力出力が大きくなることを意味します。
  • さらに、冷却極低温冷凍機内に保持される水分子など、誘電率の高い材料は、システムのコンポーネントにストレスを与える誘電損失が少なくなります。
    • 誘電体に使用される材料:
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  • エレクトロニクスで誘電体を使用する場合は、分子寸法の異なる高分子量および低分子量の液体が好まれます。
  • 特定の用途に応じて、さまざまな誘電率を生成するために利用できるさまざまな化合物があります。適切な場合には、化合物の混合物も使用できる。材料を交互にランダムに配置することで、他の材料特性を各層に付着させて、全体の誘電率を上げたり、回路コンポーネント内の漏れ電流を減らしたりすることができます。最も一般的に使用される材料は、水分子、ゴム、ガラスなどの非極性です。ガラスは、電気伝導性を維持しながら漏れ電流と静電破壊に抵抗する剛性構造のため、誘電体として使用できます。
  • 最も一般的に使用される無極性流体は水で、誘電率は 1.0 です。
    • 導電率の重要性:
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  • 材料の導電率の重要性は、電位が回路内を流れてエネルギーを放散できるようにする能力です。これは、絶縁破壊電圧が高いデバイスの全体的な効率を向上させるのに役立ちます。
  • 誘電体の密度が低くなるにつれて、エネルギーを放散する能力への影響が大きくなります。水とガラスは分子密度が低いため、誘電体として最適です。
  • ガラスの分子密度は 1.7 です。つまり、分子密度がはるかに低い他の材料よりも高い導電率を持ちながら、高い絶縁破壊電圧を維持するため、充電プロセス中の消費電力が削減されます。
  • 電位を印加すると電界が発生し、ソース電荷までの距離と流体の流れ内のイオンのイオン化ポテンシャルに基づいて、回路コンポーネント内に電流が流れます。これは、液体分子がどのように相互作用するかを定義するために不可欠です。
  • 結論

    密度、誘電率、および導電率は、特定の回路コンポーネントの全体的なエネルギー効率に大きな影響を与えます。誘電率が高いほど、伝導する電位が低くなる傾向があり、誘電率が低い材料よりも分子密度が低くなります。分子密度の低い材料は、電位を放電するときに熱として放散するエネルギーが少なく、絶縁破壊電圧が高くなります。

    水分子、ゴム、ガラスなどの低分子密度の材料は、導電率が高く、分子密度が低く、電気絶縁破壊電圧が高いため、充電プロセス中の消費電力を抑えることができるため、回路への応用に最適です。



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