Dielektryki i stała dielektryczna - Warsaw University of...
Transcript of Dielektryki i stała dielektryczna - Warsaw University of...
Pojemność
Stosunek ładunku Q do różnicy potencjałów ΔV (napięcia U), którą wytwarza ten ładunek, będziemy nazywali pojemnością C układu, a sam układ kondensatorem.
U
Q
ΔV
QC
R
QV
R
QE
0
2
0
4
4
Układ Ziemia – naładowana kula
RQ
RQC 0
0 44
C ≈ 710 F
Pojemność
b
a
ab xE(x)ΔVU d
U
Q
ΔV
QC
const.0
E
S
QE
0000 22
S
Qdx
S
QxEΔV
d
0
d
0 00 dd
d
SC 0ε
Łączenie kondensatorów
1 / CW = 1 / C1 + 1/ C2
i iZ CC
11
CW = C1 + C2
i
iZ CC
Energia kondensatorów.
Energia zgromadzona w kondensatorze:
UΔVQ
W
2
QU
2
CU
C2
QE
C2
Qqq
C
1q
C
qqUW
22
C
2Q
0
Q
0
Q
0
dddC
2
ε
2
ε
200
2
2
222el E
Sd
dES
Sd
1CU
V
Wρ
Różnica potencjałów powstała między
naładowanymi ciałami jest proporcjonalna do
wartości ładunku. Dla różnych układów
wytworzenie identycznej różnicy potencjałów
wymaga jednak przeniesienia różnej ilości
ładunku elektrycznego.
Dielektryki
C = d
E =
Dielektryki
C = d
E =
Dielektryki i stała dielektryczna
Dielektryki i stała dielektryczna
Wektor indukcji Względna przenikalność
elektryczna
Podatność elektryczna
Statyczna przenikalność dielektryczna
Dielektryki i stała dielektryczna
Wektor indukcji Względna przenikalność
elektryczna
Podatność elektryczna
Statyczna przenikalność dielektryczna
Materia w polu elektrycznym
l
qp
Ep
α
Dielektryki polarne
Elektryczny moment dipolowy:
W polu zewnętrznym na
dipol działa moment siły:
Dielektryki niepolarne
Polaryzowalność
Polaryzacja ładunkiem przestrzennym zachodzi, kiedy nośniki ładunku (jony) gromadzą się na
niejednorodnościach ośrodka, np. na granicach obszarów o różnej wartości stałej dielektrycznej.
Polaryzacja jonowa występuje w substancjach o wiązaniu
jonowym, takich jak chlorek sodu NaCl, zbudowanych z dwu
rodzajów jonów. Dochodzi do wzajemnego przesunięcia
podsieci kationowej i anionowej
Polaryzacja elektronowa: obojętne
elektrycznie atomy mogą w
zewnętrznym polu elektrycznym stać
się dipolami wskutek zniekształcenia
chmury elektronowej wywołanego
polem zewnętrznym.
Wzór Clausiusa-Mosottiego
Pole lokalne (od sąsiednich
dipoli) jest silniejsze od pola
zewnętrznego
Wzór Clausiusa-Mosottiego (dielektryki niepolarne)
gęstość
masa molowa
Liczba
Avogadro
Ferroelektryki
Prawo Curie-Weissa
Ferroelektryki
Pamięć FRAM - Fujitsu (Cebit 2006):
30.000 razy szybsza niż EEPROM,
100.000 razy więcej cykli zapisu/odczytu
200 razy mniejsze zużycie energii
Piezoelektryki
Przyłożenie nacisku do kryształu kwarcu w pewnych kierunkach powoduje
powstanie ładunku elektrycznego na powierzchni kryształu. Ładunek jest wprost
proporcjonalny do ciśnienia.
Piezoelektryki - zastosowania
Najczęściej stosowane piezoelektryki:
- Układ tytanian ołowiu-cyrkonianołowiu (PZT);
- Tytanian ołowiu(PbTiO2);
- Tytanian baru (BaTiO3);
- Polimery (polifluorek winylidenu PVDF).
Piezoelektryki - zastosowania
Sensory
piezoelektryczne
Mini - wentylator
Precyzyjne
pozycjonowanie
Głośniki
Przetwornik drgań
Każdy z wtryskiwaczy składa się ze stosu piezoelektrycznych elementów
ceramicznych. Kiedy do stosu przyłożone jest napięcie, elementy
rozszerzają się, co pozwala wtrysnąć paliwo do cylindra. Technika ta
umożliwia wtryskiwanie większej ilości paliwa w czasie krótszym niż
tradycyjnie stosowane wtryskiwacze.
(...) Toyota D-4D Clean Power wykorzystuje
system common rail z piezoelektrycznymi
wtryskiwaczami paliwa działającymi pod
ciśnieniem 180 MPa, najwyższym z dostępnych
obecnie systemów piezoelektrycznych (...)
www.toyotaclub.hg.pl/2004-Paris.htm
Piezoelektryki - zastosowania
„Inteligentny” sprzęt
sportowy - firma Head