تحقیق مقاله دی الکتریک ها

تعداد صفحات: 16 فرمت فایل: word کد فایل: 9554
سال: مشخص نشده مقطع: مشخص نشده دسته بندی: مهندسی الکترونیک
قیمت قدیم:۸,۵۰۰ تومان
قیمت: ۶,۰۰۰ تومان
دانلود مقاله
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه تحقیق مقاله دی الکتریک ها

     

    فرض ما برای محاسبه یکنواخت بودن چگالی بار ابر بود که  با تصویر کوانتمی اتم توافق  ندارد . در  نظریه کوانتمی بیشینه چگالی احتمال مربوط به شعاع معینی مطابق با اولین مدار بور بوده که برای شعاعهای بزرگتر افت می کند . محاسبه کامل قطبش پذیری مولکولی برای اتم هیدروژن 68/1 است . در صورتیکه معادله ( 4 7 ) مقدار cm3 378/0 را ارائه می دهد . علت بزرگتر بودن مقدار قطبش پذیری توسط نظریه
    کو انتمی امکان پذیر است ، زیرا در این مدل خارجی ترین مناطق چگالی احتمال ابر مربوط است به الکترونی که به طور ضعیف به هسته ما در مقید است . بنابراین تعداد کم الکترون د راین ناخیه نسبت به آنهایی که نزدیک به هسته هستند ، مشارکت بیشتری را درقطبش پذیری دارند .

    قطبش پذیری مولکولی

    با اعمال یک میدان ، قطبش ماده قطبی به دو صورت می تواند تغییر کند :

    الف ) اگر میدان باعث جابجایی اتمها X تغییر فاصله بین آنها شود و گشتاور دو قطبی مولکول را تغییر می دهد این عمل را قطبش پذیری اتمی می خوانیم و با  نمایش می دهیم .

    ب ) اگر کل مولکول حول محور تقارن خود چرخش کند ، بطوریکه دو قطبی آن با میدان هم امتداد شود این را قطبش جهتی می نامند ، و با  نمایش می دهند .

     

     قطبش بین لایه ای :

     

    در یک بلور واقعی همیشه در عمل نقصهای زیادی از قبیلی جاهای شبکه ای تهی ، مراکز ناخالصی ، جابجاییها و  … وجود دارد . حاملهای بار آزاد ، که تحت تأثیر میدان اعمال شده در بلور جابجا می شوند ، ممکن است توسط یک نقص به دام بیفتند و یا روی هم انباشته شوند . و این اثر منجر به ایجاد انباشتگی موضعی بار می شود که تصویر خودش را بر روی یک الکترود القاء می کند و گشتاور دو قطبی بدست
    می دهد . و این قطبش دو بلور بنا می کند که قطبش بین لایه ای نامیده می شد و آن را با  نشان می دهیم .

    دسته بندی دی الکتریک ها :

    سه نوع قطبش پذیری اتمی و یامولکولی  منجر به یک طبقه بندی کلی در مواد دی الکتریکی می شوند . تمام دی الکتریکها در یکی از سه گروه زیر قرار دارند  :

     

    الف ) مواد غیر قطبی که تغییرات گذردهی را در محدوده فرکانسهای نوری نشان
    می دهند . در این مواد اعمال میدان الکریک یفقط باعث جابجایی الاستیکی الکترونها می شود . تمام دی الکتریکهایی که دارای این نوع اتم آنه چه بصورت جامد ، مایع و یا گاز باشند ، در این دسته یافت می شوند .

     

    ب ) مواد قطبی که در محدوده فرکانهاس فروسرخ و همچنین نوری تغییراتی در گذردهی دارند . موادی که بتوان در رده بندی این دسته قرار داد ، احساسی هستند که گشتاورده قطبی خالص مولکولهای آنها صفر است . حتی اگر دارای دسته های دو قطبی از اتمها باشند ،  ، پارافین ، بنزین  تتراکلرید کربن و تعداد زیادی از روغنها از این دسته اند . در بیشتر اینها قطبش پذیری فروسرخ تنها کسری از قطبش پذیری نوری است و از نظر تجربی رفتار آنها بسیار شبیه به مواد غیر قطبی
    می باشد .

     

    مهمترین اعضای این دسته ، جامدات یونی هستند ، نظیر سنگ بنک ، بلورهای قلیایی بطور عام  ،   و … … … ؛ همه اینها قطبش پذیری فروسرخ بزرگی را نشان
    می دهند .

    ج ) مواد دو قطبی که علاوه بر اینها ، قطبش جهتی را هم نشان می دهند . تمامی موادی که شامل مولکولهای دو قطبی انه در این گروه قرار دارند ، در دماهای پایین ممکن است این مواد قطبی شوند و این بخاطر بی حرکت شدن مولکولهاست بطوریکه دیگر قادر به چرخیدن و همسو شدن با میدان نمی باشد . در بعضی حالات مانند یخ ، چرخش دو قطبی ممکن است از طریق انتقال یک یون از محل تعادل به محل دیگری حاصل شود .

    مشکلات  نظریه دی  الکتریک :

     

    هدف نظریه دی الکتریک باید این باشد که  بتوان گشتاور دو قطبی الکتریک داده شده را که در اثر اعمال یک میدان در ماده القاء می شود ، از ساختار اتمی و مولکولی آن محاسبه کرد . این هدف از طریق محاسبه قطبش پذیری که رفتار میکروسکویی و ماکروس کوپی دی الکتریک را به یکدیگر  را به یکدیگر مربوط می کند ، انجام
    می شود ، به طوری که انجام می گیرد که عامل اخیر توسط گذردهی اش توصیف
    می گردد و محاسبه صریح مقادیر گذردهی و وابستگی آن به فرکانس و دما از یک مدل اتمی و یا مولکولی همواره با مشکلاتی همراه بوده است و عموماً تقریبهایی بکار گرفته می شود . برای مثال ، در مورد قطبش پذیری اتمی هیچگونه محاسبه ای را
    نمی توان انجام داد مگر اینکه پیکربندیهای دقیق از هسته های یونی مثبت و ابرهای الکترونی آنها معلوم باشد ، و این فقط در تعداد معدودی از حالتهای نسبتاً ساده امکان پذیر می باشد . بنابراین عموماً مدل ساده ای برای نمایش یک ماده با پیچیدگی خیلی زیاد انتخاب می شود ، معمولاً این امر اجازه می دهد که فرمولهایی تقریبی برای توصیف رفتار دی الکتریک بدست آیند و مقایسه اینها با نتایج تجربی ، صحت مدل به کار برده شده را نشان می دهد .

     

     شکست دی الکتریکی :

    تعریف . خرابی دی الکتریکها تحت تنش الکتریک شکست نامیده می شود و از نظر عملی زمینه مطالعه فوق العاده مهمی  است . اغلب دیده می شود که مواد مشابه تحت شرایط صنعتی واقعی ، گسترده وسیعی از قدرتهای دی الکترنیکی را که به نوع کاربردشان وابسته می باشند  ارائه می دهند . بهر حال ، حتی در جای که به ظاهر شرایط کاربردی و توزیع میدان یکسانند دیده می شود که باز هم شکست در گستره وسیعی از تنشهای اعمال شده گسترده است علاوه بر آن تحت شرایط آزمایشگاهی ، اندازه گیریهای انجام شده عموماً این شکست را در قدرتهای میدان پایین تری از آنچه برای ماده خالص است ، بدست می دهند .

    برای در یک ساز کارهای انانس شکست ، لازم است شرایط کنترل شده در آزمون آزمایشگاهی دقیقاً حفظ شود . بنابراین از تمرکزهای میدان با دور لبه های الکترودها  باید جلوگیری شود و ماده تحت آزمایش باید خالص و همگن باشد و اتمسفر باید به دقت کنترل شود .

    قبل از اینکه به بررسی تعدادی از سازو کارهای اساسی شکست بپردازیم لازم است ساختار الکترونی دی الکترکهای خالص را بررسی کنیم .

     الکترونها در عایقها :

     

    هنگامیکه اتمها برای تشکیل جامد نزدیک هم آورده می شوند ، ترازهای مجاز گسسته انرژی مربوط به الکترونها در اتم آزاد پهن شده و به نوازهای انرژی مجاز تبدیل
    می شوند . در دمای صفر مطلق ، در بلور کامل بدون نقص ، این نوارها با الکترونهایی که دارای انزژی معین اند ، پر می شوند . با افزایش دما ، الکترونها انرژی کسب کرده و اگر انها دقیقاً مقدار انرژی انتقال را کسب کنند ، بخشی از انها به سطوح انرژی بالاتر حرکت می کنند .

     

    نوارهای انرژی که مربوط یه الکتروهای مقید به اتمهای مادر می باشند ، نوار ظرفیت نامیده می شوند . هنگامیکه الکتروها از چنین انرژیها انتقال می یابند ، از اتمهای مادر رها می شوند و نواری که به ان منتقل می گردند به وار رسانایی موسوم است .
    همینکه الکترونها در نوار رسانایی قرار بگیرند برای جابجایی در بلور آزاد خواهند
    بود .

    در عایقها نوارهای ظرفیت و رسانایی توسط شکاف انرژی بزرگی از هم جدا هستند . این گاف چنان بزرگ است که در دمای اتاق الکترونها نمی توانند انرژی گرمایی لازم برای انتقال  به نوار رسانایی را کسب کنند . بنابراین به اتمهای مادر مقید می مانند و قادر به جابجایی در بلور نخواهند بود تا رسانایی الکتریکی ایجاد نمایند .

    بلور دی الکتریکی کامل ، نارسانایی کامل با رسانندگی الکتریکی صفر خواهد بود . در عمل تمام بلورها باید یکی یا بیشتر از انواع ناکامیلهای زیر را شامل باشند .

    1 ) تهیحابها و میانین ها : اینها در بلورهایی رخ می دهند که ناخالصی ندارند و دارای تناسب استیوکیومتری باشند . تهیحاها مکانهای شبکه ای خالی اند یعنی نقاطی که باید درآنها اتمها حضور داشته باشند ، ولی وجود ندارند . میانین ها ، یونایی هستند که در موقعیتهای بین نقاط شبکه ای قرار گرفته اند ، یعنی نسبت به آرایه منظم اتمهای در شبکه بلورین جابجا شده اند .

    2 ) غیر استیوکیومتری : در بلوری که عنصر خالص نیست ، ممکن است مقدار کمی اضافه از یک نوع اتم ، نسبت به تناسبهای ترکیب دقیق شیمیایی بلور ، وجود داشته باشند . اتمهای اضافه می توانند به موقعیهای میان شبکه ای منتقل شوند یا شبکه ممکن است خودش را باز ترتیب نماید بطوریکه تهیحاها وجود داشته باشند .

    3 ) ناکاسهایی ناشی از حضور اتمهای بیگانه : اثر این ناکامیها تغییر توزیع بار در بلور می باشد . که بعنوان تراکمهای موضعی بار عمل می کنند و می توانند الکتروهای را که در بلور حرکت می کنند ، به دام اندازند . بدین طریق الکتروها از نوار رسانایی حذف می  شوند . همینکه الکترون به دام می  افتد ، حالتهای انرژی شبیه اتمهایی را که در اتم منفرد در دسترس هستند اشغال می  کند ، یعنی یک حالت پایه با تعدادی تراز برانگیخته قابل دسترس در بالای آن داریم .

     

    قابل توجه است که تعادل الکترونی وقتی رخ می دهد که الکتروها برخورد کنند . این برخوردها ممکن است بین الکترونها در نوار رسانش ، بین یک الکترون رسانش و الکترون بدام افتاده و بین الکترون رسانش و شبکه رخ دهد . در بلور کاملاً خالص دو اتفاق اول کم است و ساز و کار اساسی ، بر هم کنش الکترون با شبکه می باشد . برای مواد بی شکل یا بلورهای خالص در دماهای بالا تعداد الکترونهای رسانش ، و به دام افتاده خیلی بیشتر هستند و دو ساز و کار  اول غالب می باشند . تعداد الکترونها
    بر واحد حجم ، n که انرژی آنها بین E+dE,E است از رابطه زیر بدست
    می آید .

    N تعداد کل الکترونهای موجود در واحد حجم است .

    سازو کار شکست :

     

    هنگامیکه میدان بر بلور اعمال شود ، الکترونهای رسانش از آن انرژی دریافت خواهد کرد ، و بواسطه برخوردهای بین آنها این انرژی بین تمام الکترونها قسمت خواهد
    شد . حال اگر بلور در وضعیت پایداری باشد این انرژی باید به طریقی اتلاف شود و اگر نسبتاً الکتروهای کمی وجود داشته باشند این عمل می تواند از طریق انتقال آن به شبکه بلور انجام گیرد . چنین انتقالی در صورتی رخ می دهد که دمای مؤثر الکتروهای ، t  ، از دمای شبکه  ،  بزرگتر باشد . بنابراین اثر میدان باعث افزایش دمای الکترون می شود و پی از برقراری تعادل حرارتی ، دمای جامد افزایش الکترونها را افزایش می دهد و دمای الکترون نسبت به دمای شبکه بیشتر می شود . چون
    متحمل ترین برخوردها آنهایی هستند که بین  الکترونهای رسانش و به نام افتاده رخ می دهد ، افزایش دمای الکترون تعداد الکتروهای بدام افتاده ای را که به نوار رسانش می رسند ، افزایش خواهد داد .
  • فهرست و منابع تحقیق مقاله دی الکتریک ها

    فهرست:

    ندارد
     

    منبع:

    ندارد

تحقیق در مورد تحقیق مقاله دی الکتریک ها , مقاله در مورد تحقیق مقاله دی الکتریک ها , تحقیق دانشجویی در مورد تحقیق مقاله دی الکتریک ها , مقاله دانشجویی در مورد تحقیق مقاله دی الکتریک ها , تحقیق درباره تحقیق مقاله دی الکتریک ها , مقاله درباره تحقیق مقاله دی الکتریک ها , تحقیقات دانش آموزی در مورد تحقیق مقاله دی الکتریک ها , مقالات دانش آموزی در مورد تحقیق مقاله دی الکتریک ها ، موضوع انشا در مورد تحقیق مقاله دی الکتریک ها
ثبت سفارش
عنوان محصول
قیمت