موضوع مقاله: دی‌الکتریک | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # دی‌الکتریک | مقدمه: هنگامی‌که یک دی‌الکتریک در میدان الکتریکی خارجی قرار می‌گیرد، بارهای آزاد القائی که در هادی‌ها به سوی سطح حرکت کرده و چگالی بار و میدان الکتریکی داخلی را صفر می‌کردند، دیگر وجود ندارند. | ## بخش 1: دی‌الکتریک | اما چون دی‌الکتریک بار مقیّد دارد، نمی‌توان نتیجه گرفت که تأثیری بر میدان الکتریکی قرارگرفته در آن ندارند.فیلم آموزشی دی الکتریک‌ها هادی‌ها از اتم‌هایی با هسته بار مثبت، و پیرامون آن الکترون‌هایی با بار منفی، تشکیل شده‌اند. اگرچه مولکول‌های دی‌الکتریک‌ها از نظر ماکروسکوپی خنثی هستند، حضور میدان الکتریکی خارجی باعث اِعمال نیرو بر بار شده، و در نتیجه بارهای مثبت و منفی در جهات مخالف کمی جابه‌جا می‌شوند. این جابه‌جایی اگر چه نسبت به ابعاد اتمی کوچک است بااین‌حال، دی‌الکتریک را قطبیده، و تولید دوقطبی‌های الکتریکی می‌کند. از آنجا که دوقطبی‌های الکتریکی دارای پتانسیل و شدت میدان الکتریکی غیرصفر هستند، دوقطبی‌های الکتریکی القاشده میدان الکتریکی را داخل و خارج دی‌الکتریک تغییر می‌دهند. مولکول‌های بعضی از دی‌الکتریک‌ها، حتی در نبود میدان قطبندهٔ خارجی، گشتاور دوقطبی دائمی دارند. این مولکول‌ها معمولاً از دو یا چند اتم ناهمسان تشکیل شده و بر عکس مولکول‌های ناقطبیده که گشتاور دوقطبی دائمی ندارند، مولکول قطبیده نامیده می‌شوند. | ## بخش 2: دی‌الکتریک | اتم‌ها خود را چنان مرتب نمی‌کنند که مولکولی با گشتاور دوقطبی صفر به‌وجود آورند، یعنی اتم‌های هیدروژن، دقیقاً در طرف‌های قطری مقابل اتم‌های اکسیژن قرار نمی‌گیرند. در نبود میدان خارجی، تک‌تک دوقطبی‌های یک دی‌الکتریک قطبیده، به صورت اتفاقی پراکنده‌اند و گشتاور دوقطبی خالص از دیدگاه ماکروسکوپی به‌وجود نمی‌آورند. میدان الکتریکی اعمال‌شده، بر تک‌تک دوقطبی‌ها گشتاوری وارد نموده، می‌خواهد آن‌ها را مشابه حالت بالا هم‌راستا با میدان کند. کاربرد دی الکتریک در خازن بحث خازن با دی الکتریک بعد از آشنایی با دی الکتریک باید بدانیم چه ویژگی در دی الکتریک ها وجود دارد که آن‌ها را از هم متمایز می‌کند. در خازن صفحه موازی، هنگامی که دی الکتریک بین دو صفحه خازن قرار می‌گیرد میدان الکتریکی نسبت به حالتی که بین دو صفحه خلاء وجود دارد، کاهش می‌یابد. نسبت شدت میدان الکتریکی اعمال شده در غیاب دی الکتریک به شدت کاهش یافته میدان الکتریکی خازن در حضور دی الکتریک را ثابت دی الکتریک می‌نامیم و داریم: ر معادله بالا K ثابت دی الکتریک و E0 بزرگتر یا برابر با E است. | ## بخش 3: دی‌الکتریک | پر کردن فضای بین صفحات خازن با دی الکتریک باعث افزایش ظرفیت توسط عامل ثابت دی الکتریک می‌شود و داریم C=KC0، در این رابطه C0 ظرفیت خازن در حالت خلاء است. هنگامی که دی الکتریک بین دو صفحه خازن صفحه موازی قرار می‌گیرد توسط میدان الکتریکی موجود قطبی می‌شود و چگالی سطحی بار تحت عنوان σp و −σp در نظر گرفته می‌شوند. در بحث خازن با دی الکتریک هنگامی که دی الکتریک به طور کامل بین دو صفحه خازن قرار می‌گیرد ظرفیت خازن نسبت به زمانی که بین دو صفحه هوا وجود داشت افزایش می‌یابد. در حقیقت در این حالت داریم: C=KC0 میدان الکتریکی در داخل خازن برابر است با E=(σ−σp)/ϵ0 از طرفی اختلاف پتانسیل بین دو صفحه خازن برابر است با: V=σd/ϵ0K و ظرفیت خازن برابر با: C=Q/V=Aϵ0K/d=Aϵ/d که ϵ گذردهی ماده‌ای است که بین صفحات خازن قرار گرفته است. اختلاف پتانسیل بین صفحات خازن برابر است با V=Ed=(σ−σp)/ϵ0*d برای دی الکتریک‌های خطی داریم: σ−σp=σ/K که K ثابت دی الکتریک ماده‌ای است که بین صفحات خازن به کار برده‌ایم و می‌توان نوشت: K=ϵ/ϵ0 سوال:چگونه دی الکتریک ظرفیت خازن را افزایش میدهد؟ میدان الکتریکی بین صفحات خازن صفحه موازی به صورت مستقیم با ظرفیت خازن یعنی C متناسب است. | ## جمع‌بندی | قدرت میدان الکتریکی به دلیل وجود دی الکتریک کاهش می‌یابد و اگر بار کل صفحات ثابت بماند اختلاف پتانسیل در میان صفحات خازن کاهش می‌یابد و به این ترتیب دی الکتریک ظرفیت خازن را افزایش می‌دهد واژه‌شناسی واژه دی‌الکتریک (از دیا + الکتریک) در پاسخ به درخواست مایکل فارادی، توسط ویلیام هیول پیشنهاد و به‌کار برده‌شد.J.