পারমিটিভিটি কি

কুলম্বের আইন দ্বারা নির্ধারিত বিভিন্ন শক্তির সাথে চার্জগুলি বিভিন্ন মিডিয়াতে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে। এই মিডিয়ার বৈশিষ্ট্যগুলি ডাইইলেকট্রিক পারমিটিভিটি নামক একটি পরিমাণ দ্বারা নির্ধারিত হয়।

একটি মাধ্যমের অস্তরক ধ্রুবকের সূত্র।

অস্তরক পারমিটিভিটি কি

অনুসারে কুলম্বের আইনদুই বিন্দুর মতো স্থির চার্জ q1 এবং q2 একটি ভ্যাকুয়ামে সূত্র F দ্বারা প্রদত্ত বলের সাথে যোগাযোগ করেcl= ((1/4)*π* ε)*(|q1|*|q2|/আর2), কোথায়:

  • cl - কুলম্ব বল, এন;
  • q1, q2 - চার্জের মডিউল, kl;
  • r হল চার্জের মধ্যে দূরত্ব, m;
  • ε0 - বৈদ্যুতিক ধ্রুবক, 8.85*10-12 F/m (ফরাড প্রতি মিটার)।

যদি মিথস্ক্রিয়াটি ভ্যাকুয়ামে না ঘটে, তবে সূত্রটিতে অন্য একটি পরিমাণ অন্তর্ভুক্ত থাকে যা কুলম্ব বলের উপর পদার্থের প্রভাব নির্ধারণ করে এবং কুলম্বের সূত্রের স্বরলিপি এইরকম দেখায়:

F=((1/4)*π* ε*ε)*(|q1|*|q2|/আর2).

এই পরিমাণটি গ্রীক অক্ষর ε (এপসিলন) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, এটি মাত্রাহীন (পরিমাপের কোন একক নেই)। ডাইলেকট্রিক পারমিটিভিটি হল পদার্থের মধ্যে চার্জের মিথস্ক্রিয়া ক্ষয় করার সহগ।

প্রায়শই পদার্থবিজ্ঞানে অস্তরক পারমিটিভিটি তড়িৎ ধ্রুবকের সাথে ব্যবহার করা হয়, এই ক্ষেত্রে পরম অস্তরক পারমিটিভিটির ধারণাটি চালু করা সুবিধাজনক। এটি ε দ্বারা চিহ্নিত করা হয় এবং ε এর সমান= ε* ε। এই ক্ষেত্রে পরম ব্যাপ্তিযোগ্যতার মাত্রা F/m আছে। স্বাভাবিক ব্যাপ্তিযোগ্যতা ε কে আপেক্ষিকও বলা হয়, এটিকে ε থেকে আলাদা করার জন্য.

অস্তরক পারমিটিভিটির প্রকৃতি

অস্তরক পারমিটিভিটির প্রকৃতি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়াকলাপের অধীনে মেরুকরণের ঘটনার উপর ভিত্তি করে। বেশিরভাগ পদার্থ সাধারণত বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ হয়, যদিও তাদের মধ্যে চার্জযুক্ত কণা থাকে। এই কণাগুলি পদার্থের ভরে বিশৃঙ্খলভাবে সাজানো হয় এবং তাদের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলি গড়ে একে অপরকে নিরপেক্ষ করে।

ডাইলেক্ট্রিকগুলিতে বেশিরভাগ আবদ্ধ চার্জ থাকে (যাকে ডাইপোল বলা হয়)। এই ডাইপোলগুলি প্রচলিতভাবে দুটি ভিন্ন কণার বান্ডিলকে প্রতিনিধিত্ব করে, যেগুলি স্বতঃস্ফূর্তভাবে ডাইইলেকট্রিকের পুরুত্বের সাথে ভিত্তিক এবং গড়ে, শূন্য বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি তৈরি করে। একটি বাহ্যিক ক্ষেত্রের ক্রিয়াকলাপের অধীনে, ডাইপোলগুলি প্রয়োগ করা শক্তি অনুসারে নিজেদেরকে অভিমুখী করে। ফলস্বরূপ, একটি অতিরিক্ত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি হয়। অনুরূপ ঘটনা নন-পোলার ডাইলেট্রিক্সে ঘটে।

কন্ডাক্টরগুলিতে, প্রক্রিয়াগুলি একই রকম, শুধুমাত্র বিনামূল্যে চার্জ রয়েছে যা একটি বাহ্যিক ক্ষেত্রের ক্রিয়াকলাপের অধীনে পৃথক হয় এবং তাদের নিজস্ব বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে। এই ক্ষেত্রটি বাহ্যিক ক্ষেত্রের দিকে পরিচালিত হয়, চার্জগুলিকে রক্ষা করে এবং তাদের মিথস্ক্রিয়া শক্তি হ্রাস করে। একটি পদার্থের মেরুকরণ ক্ষমতা যত বেশি, ε তত বেশি।

বিভিন্ন পদার্থের অস্তরক পারমিটিভিটি

বিভিন্ন পদার্থের বিভিন্ন অস্তরক পারমিটিভিটি আছে। তাদের কিছুর জন্য ε এর মান সারণী 1 এ দেখানো হয়েছে। স্পষ্টতই, এই মানগুলি একতার চেয়ে বেশি, তাই চার্জের মিথস্ক্রিয়া, ভ্যাকুয়ামের তুলনায়, সর্বদা হ্রাস পায়।এছাড়াও এটি লক্ষ্য করা প্রয়োজন যে বাতাসের জন্য ε একতার চেয়ে একটু বেশি, তাই বায়ুতে চার্জের মিথস্ক্রিয়া কার্যত ভ্যাকুয়ামের মিথস্ক্রিয়া থেকে আলাদা নয়।

সারণী 1. বিভিন্ন পদার্থের জন্য বৈদ্যুতিক ব্যাপ্তিযোগ্যতার মান।

পদার্থঅস্তরক পারমিটিভিটি
বেকেলাইট4,5
কাগজ2,0..3,5
জল81 (+20 ডিগ্রি সেলসিয়াসে)
বায়ু1,0002
জার্মেনিয়াম16
হেটিনাক্স5..6
কাঠ2,7...7,5 (বিভিন্ন গ্রেড)
সিরামিক রেডিওটেকনিক্যাল10..200
মাইকা5,7..11,5
কাচ7
টেক্সটোলাইট7,5
পলিস্টাইরিন2,5
পলিক্লোরভিনাইল3
ফ্লুরোপ্লাস্টিক2,1
অ্যাম্বার2,7

ক্যাপাসিটর অস্তরক ধ্রুবক এবং ক্যাপাসিট্যান্স

অনুশীলনে ε-এর মান জানা গুরুত্বপূর্ণ, উদাহরণস্বরূপ বৈদ্যুতিক ক্যাপাসিটরের নকশায়। তাদের ক্যাপাসিট্যান্স শেলগুলির মাত্রা, তাদের মধ্যে দূরত্ব এবং অস্তরক-এর অস্তরক ধ্রুবকের উপর নির্ভর করে।

একটি ক্যাপাসিটরের মাত্রার উপর ক্যাপাসিট্যান্সের নির্ভরতা।

বানাতে চাইলে একটি ক্যাপাসিটর যদি ইলেক্ট্রোডগুলির ক্যাপাসিট্যান্স বেশি থাকে, তবে কভারগুলির ক্ষেত্রফল বাড়ানোর ফলে আকার বৃদ্ধি পায়। ইলেক্ট্রোডের মধ্যে দূরত্ব কমানোর ক্ষেত্রেও ব্যবহারিক সীমাবদ্ধতা রয়েছে। এই ক্ষেত্রে, বর্ধিত অস্তরক ধ্রুবক সহ একটি অন্তরক ব্যবহার সাহায্য করতে পারে। যদি উচ্চতর ε সহ একটি উপাদান ব্যবহার করা হয়, তবে ইলেক্ট্রোডগুলির আকার অনেকবার হ্রাস করা যেতে পারে, বা তাদের মধ্যে দূরত্ব ক্ষতি ছাড়াই বাড়ানো যেতে পারে। বৈদ্যুতিক ক্যাপাসিট্যান্স.

পদার্থের একটি পৃথক বিভাগকে সেগমেন্টেলেক্ট্রিকস বলা হয়, যা নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে স্বতঃস্ফূর্ত মেরুকরণ করে। বিবেচনাধীন ক্ষেত্রে তারা দুটি জিনিস দ্বারা চিহ্নিত করা হয়:

  • অস্তরক পারমিটিভিটির বড় মান (চরিত্রের মান - কয়েকশ থেকে কয়েক হাজার পর্যন্ত);
  • বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র পরিবর্তন করে অস্তরক পারমিটিভিটির মান নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা।

এই বৈশিষ্ট্যগুলি ছোট ভর এবং মাত্রা সহ উচ্চ ক্ষমতার ক্যাপাসিটর তৈরি করতে ব্যবহৃত হয় (ইনসুলেটরের অস্তরক পারমিটিভিটির কারণে)।

এই ধরনের ডিভাইসগুলি শুধুমাত্র কম-ফ্রিকোয়েন্সি এসি সার্কিটে কাজ করে - ক্রমবর্ধমান কম্পাঙ্কের সাথে তাদের অস্তরক ধ্রুবক হ্রাস পায়। ফেরোইলেক্ট্রিকসের আরেকটি প্রয়োগ হল পরিবর্তনশীল ক্যাপাসিটর, যার বৈশিষ্ট্যগুলি বিভিন্ন পরামিতি সহ প্রয়োগকৃত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রভাবে পরিবর্তিত হয়।

অস্তরক পারমিটিভিটি এবং অস্তরক ক্ষতি

অস্তরক ক্ষতি, অর্থাৎ, শক্তির যে অংশটি অস্তরক থেকে তাপে হারিয়ে যায়, তাও অস্তরক ধ্রুবকের উপর নির্ভর করে। প্যারামিটার tg δ, অস্তরক ক্ষতির কোণের স্পর্শক, সাধারণত এই ক্ষতিগুলি বর্ণনা করতে ব্যবহৃত হয়। এটি একটি ক্যাপাসিটরের অস্তরক ক্ষতির শক্তিকে চিহ্নিত করে যেখানে অস্তরকটি একটি tg δ সহ একটি উপাদান দিয়ে তৈরি হয়। এবং প্রতিটি পদার্থের ক্ষতির নির্দিষ্ট শক্তি p=E সূত্র দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়2*ώ*ε*ε*tg δ, যেখানে:

  • p - ক্ষতির নির্দিষ্ট শক্তি, W;
  • ώ=2*π*f - বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের বৃত্তাকার ফ্রিকোয়েন্সি;
  • ই - বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি, V/m।

স্পষ্টতই, ডাইইলেক্ট্রিক পারমিটিভিটি যত বেশি হবে, ডাইলেক্ট্রিকের ক্ষতি তত বেশি হবে, অন্যান্য সমস্ত শর্ত সমান হবে।

বাহ্যিক কারণের উপর অস্তরক পারমিটিভিটির নির্ভরতা

এটি উল্লেখ করা উচিত যে ডাইলেক্ট্রিক পারমিটিভিটির মান বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ফ্রিকোয়েন্সির উপর নির্ভর করে (এই ক্ষেত্রে, ফেসিংগুলিতে প্রয়োগ করা ভোল্টেজের ফ্রিকোয়েন্সি)। ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ার সাথে সাথে অনেক পদার্থে ε এর মান কমে যায়। এই প্রভাব পোলার ডাইলেকট্রিক্সের জন্য উচ্চারিত হয়। এই ঘটনাটি এই সত্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে যে চার্জের (ডাইপোল) আর ক্ষেত্র অনুসরণ করার সময় নেই। আয়নিক বা ইলেকট্রনিক মেরুকরণ দ্বারা চিহ্নিত পদার্থের জন্য, ফ্রিকোয়েন্সির উপর অস্তরক পারমিটিভিটির নির্ভরতা কম।

এই কারণেই একটি ক্যাপাসিটর অস্তরক তৈরির জন্য উপকরণ নির্বাচন এত গুরুত্বপূর্ণ। কম ফ্রিকোয়েন্সিতে যা কাজ করে তা অগত্যা উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে মানের নিরোধক তৈরি করবে না। প্রায়শই নয়, নন-পোলার ডাইলেক্ট্রিকগুলি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে অন্তরক হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

এছাড়াও, অস্তরক ধ্রুবক তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে এবং এটি পদার্থ থেকে পদার্থে পরিবর্তিত হয়। নন-পোলার ডাইলেকট্রিক্সে, এটি ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে কমে যায়। এই ক্ষেত্রে, এই জাতীয় ইনসুলেটর দিয়ে তৈরি ক্যাপাসিটারগুলির জন্য, আমরা ক্যাপাসিট্যান্সের একটি নেতিবাচক তাপমাত্রা সহগ (TKE) এর কথা বলি - ক্যাপাসিট্যান্স ε অনুসরণ করে ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে পড়ে। অন্যান্য পদার্থের ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে উচ্চতর ব্যাপ্তিযোগ্যতা রয়েছে এবং একটি ইতিবাচক TKE সহ ক্যাপাসিটারগুলি পাওয়া সম্ভব। বিপরীত TKE-এর সাথে ক্যাপাসিটর জোড়া দিয়ে, একটি থার্মোস্টেবল ক্যাপাসিট্যান্স পাওয়া যেতে পারে।

বিভিন্ন পদার্থের অস্তরক ধ্রুবকের সারমর্ম এবং জ্ঞান বোঝা ব্যবহারিক উদ্দেশ্যে গুরুত্বপূর্ণ। এবং ডাইইলেক্ট্রিক পারমিটিভিটির স্তর নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা অতিরিক্ত প্রযুক্তিগত দৃষ্টিভঙ্গি প্রদান করে।

সম্পরকিত প্রবন্ধ: