English
CtiSupply hôm nay sẽ giới thiệu đến cho mọi người biết rõ về chất điện môi là gì, cũng như nắm được những thông tin liên quan đến môi trường điện môi là như thế nào một cách chi tiết thông qua bài viết bên dưới đây, cùng chúng tôi theo dõi ngay nhé!
Nội dung chính
Tổng quan chất điện môi là gì?
Để bạn có thể hiểu được rõ nhất về chất điện môi là gì thì sau đây là những thông tin chia sẻ tổng quan nhất của chúng:
Chất điện môi là gì?
Đây được biết đến là những chất dẫn điện kém, hay các loại vật chất có thông số điện trở suất cao (107 ÷1017Ω.m) ở trong nhiệt độ bình thường. Trong phân tử của chất điện môi, số lượng điện tích tự do rất ít. Chúng khiến cho khả năng mang điện của các chất điện môi rất kém. Nhưng tuy nhiên khi mức điện trường tăng lên cao, vượt quá 1 giá trị giới hạn cho phép thì điện môi sẽ bị đánh thủng (chúng sẽ dần mất đi tính cách điện). Mỗi chất điện môi khác nhau sẽ có cho mình một điện trường khác nhau, hằng số điện ε phụ thuộc vào tính chất của các chất điện môi. Hằng số điện môi của chân không sẽ bằng 1.
Chất cách điện, điện môi sẽ bao gồm phần lớn là các vật liệu vô cơ hay hữu cơ.
Hằng số điện môi
Chất điện môi là gì, khái niệm hằng số điện môi là gì? Hằng số điện môi sẽ là đại lượng đặc trưng cho tính chất điện của môi trường. Đây là một đại lượng không có thứ nguyên (một số thuần túy chứ không có đơn vị). Hằng số điện môi còn được gọi với một cái tên đầy đủ khác đó chính là độ điện thẩm tương đối. Thông số này sẽ được tính bằng tỷ số giữa độ điện thẩm của môi trường so với độ điện thẩm chân không.
Hằng số chất điện môi được ký hiệu là ε, chúng sẽ biểu thị khả năng phân cực của điện môi.
Trong đó:
- Cd: Là điện dung của tụ điện sử dụng chất điện môi
- C0: Điện dung của tụ điện dùng chất điện môi là chân không/ không khí.
Chất điện môi sử dụng làm tụ điện sẽ cần có hằng số điện môi ε lớn, còn với chất điện môi sử dụng làm chất dẫn điện sẽ có ε nhỏ.
Độ dẫn điện của các chất điện môi
- Độ dẫn điện của chất điện môi dạng lỏng sẽ phụ thuộc vào nhiểu yếu tố: cấu trúc phân tử, nhiệt độ, tạp chất, sự hiện diện của điện tích to (các electron và ion). Đối với các chất điện môi này sẽ phụ thuộc nhiều vào mặt của độ ẩm và các tạp chất.
- Các chất ở dạng khí sẽ có độ dẫn điện tương đối thấp. Qúa trình dẫn điện vẫn có thể xảy ra khi có sự có mặt của các hạt điện tích tự do, trước những tác động của yếu tố bên ngoài và bên trong, điện tử và ion. Ngoài ra còn đến từ các tia bức xạ, tia X, các loại phóng xạ, sự va chạm của những phân tử và hạt tích điện hay là yếu tố nhiệt.
- Các chất điện môi rắn sẽ có độ dẫn điện được gây ra bởi sự di chuyển của các hạt điện tích của chất điện môi với tạp chất.
- Độ dẫn điện của các chất phân cực sẽ được tạo ra bằng cách dùng chất lỏng với các ion phân ly. Với những chất lỏng phân cực và không cực cũng sẽ có sự khác nhau về độ dẫn điện
Dòng điện trong chất điện môi
Dòng điện trong chất điện môi là gì, có những loại dòng điện nào? Cụ thể sẽ có 2 dòng điện đi qua chất điện môi là dòng điện chuyển dịch IC.M và dòng điện rò Irò:
- Dòng điện chuyển dịch IC.M (còn được gọi là dòng điện cảm ứng): là dòng điện được tạo ra do quá trình chuyển dịch phân cực của những điện tích liên kết trong chất điện môi cho đến khi đạt tới trạng thái cân bằng
- Dòng điện rò Irò : là dòng điện được tạo ra do các điện tích tự do và điện tử phát xạ ra chuyển động dưới các tác động của điện trường
Nếu như dòng điện rò lớn sẽ làm mất đi tính chất cách điện của chất điện môi
Dòng điện tổng đi qua chất điện môi sẽ được tính theo công thức: I = ICM + Irò
Sau khi quá trình phân cực kết thúc thì qua chất điện môi lúc này chỉ còn lại dòng điện rò
Tính chất của chất điện môi
Trong bài viết tìm hiểu về chất điện môi là gì, chúng ta cũng sẽ nắm được những tính chất cơ bản nhất của các chất điện môi như sau:
- Độ thẩm thấu điện tương đối (hằng số điện môi–ε)
- Độ tổn hao điện môi (Pa)
- Độ bền về điện của chất điện môi (Eđ.t)
- Nhiệt độ chịu đựng
- Dòng điện trong chất điện môi (I)
- Điện trở cách điện của chất điện môi
Phân loại
- Chất điện môi thụ động: Là các vật liệu cách điện và vật liệu tụ điện. Chúng là những vật chất được sử dụng để làm chất cách điện và làm chất điện môi trong những loại tụ điện như là gốm, thủy tinh, mi ca, polyme tuyến tính, sơn, giấy, cao su, bột tổng hợp, keo dính,…
- Chất điện môi tích cực: Là các vật liệu có hằng số điện môi điều khiển được thông qua điện trường (như là gốm, thuỷ tinh,..), cơ học (chất áp điện như là thạch anh) và ánh sáng (các chất huỳnh quang)
Hiện tượng phân cực điện môi
Tình trạng phân cực chất điện môi là gì? Đây là hiện tượng xuất hiện các điện tích trên thanh điện môi khi chúng được đặt trong điện trường ngoài. Khác so với hiện tượng điện hưởng ở các vật dẫn kim loại, những điện tích xuất hiện trên bề mặt thanh điện môi tại vị trí nào sẽ định xứ ở đó, chứ chúng không di chuyển được.
Khi hiện tượng phân cực điện môi xảy ra, các điện tích liên kết sẽ xuất hiện trong lòng điện môi 1 điện trường phụ E’. Điện trường này sẽ làm cho điện trường ban đầu vecto E₀ trong thanh điện môi bị thay đổi.
Ứng dụng
Ứng dụng của chất điện môi là gì, chúng hiện đang được sử dụng trong các ngành nghề, lĩnh vực hay công việc nào?
- Các loại vật liệu điện môi tốt nhất sẽ được lựa chọn ra để lắp đặt trong những hệ thống vi cơ điện tử (MEMS). Lĩnh vực điện tử đang ngày càng phát triển để tạo ra được những loại mạch cho tốc độ nhanh hơn với diện tích nhỏ hơn.
- Phát triển van tim vi mô
- Tự động hóa với thời gian nhằm cho các phản ứng nhanh hơn để triển khai túi khí
- Hệ thống phòng thủ trên công nghệ sắt thép với số lượng lớn
- Các thiết bị truyền động cực nhạy cho kính thiên văn để khám phá không gian
- Ứng dụng trong nhiều thiết bị công nghệ cao, hiện đại, tiên tiến
Mong những chia sẻ trên đây đã giúp bạn biết rõ hơn về chất điện môi là gì, những tính chất, ứng dụng của chất điện môi như thế nào. Từ đó biết cách vận dụng vào thực tế công việc, đời sống một cách hiệu quả nhất.