หลักการทำงานของวัสดุอิเล็กทริกในตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุเป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยและวัสดุอิเล็กทริกซึ่งเป็นส่วนสำคัญของตัวเก็บประจุกำหนดประสิทธิภาพโดยตรงผ่านหลักการทำงานของพวกเขา ขึ้นอยู่กับลักษณะการกระจายของค่าใช้จ่ายในวัสดุอิเล็กทริกไดอิเล็กตริกสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: ไดอิเล็กตริกที่ไม่ใช่ขั้ว, อิเล็กทริกขั้วโลกและอิออนอิเล็กทริก
ในไดอิเล็กตริกที่ไม่ใช่ขั้วศูนย์กลางของประจุบวกและลบในโมเลกุลตรง ใน Dielectrics ขั้วโลกศูนย์กลางของประจุบวกและลบในโมเลกุลไม่ตรงกับ ในทางกลับกันไอออนิกไดอิเล็กตริกประกอบด้วยไอออนบวกและลบซึ่งโมเลกุลแต่ละตัวไม่มีอยู่อีกต่อไปและสื่อนั้นประกอบด้วยไอออน โดยไม่คำนึงถึงชนิดของวัสดุอิเล็กทริกในกรณีที่ไม่มีสนามไฟฟ้าภายนอกเนื่องจากการเคลื่อนที่ทางความร้อนที่ผิดปกติของโมเลกุลความน่าจะเป็นของการกระจายโมเลกุลมีค่าเท่ากันในทุกทิศทางส่งผลให้โมเมนต์ไดโพล macroscopic เป็นศูนย์
อย่างไรก็ตามเมื่อมีการใช้สนามไฟฟ้าภายนอกพฤติกรรมกล้องจุลทรรศน์ของวัสดุอิเล็กทริกจะผ่านการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าภายนอกแต่ละโมเลกุลจะได้รับแรงบิดจากสนามไฟฟ้าโดยมีแนวโน้มที่จะสอดคล้องกับทิศทางของสนามภายนอก อย่างไรก็ตามเนื่องจากการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุลและปฏิสัมพันธ์ระหว่างพวกเขาโมเลกุลไม่สามารถบรรลุการจัดตำแหน่งที่สมบูรณ์แบบตามสนามไฟฟ้าภายนอก การสั่งซื้อบางส่วนนี้นำไปสู่การโพลาไรเซชันภายในวัสดุอิเล็กทริกซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีค่าใช้จ่ายที่ถูกผูกไว้บนพื้นผิวของอิเล็กทริกซึ่งส่งผลต่อลักษณะการจัดเก็บพลังงานของตัวเก็บประจุ
dielectrics ที่ไม่ใช่ขั้วส่วนใหญ่ตอบสนองต่อสนามไฟฟ้าภายนอกผ่านโพลาไรซ์การเคลื่อนที่ทางอิเล็กทรอนิกส์, อิเล็กทริกขั้วโลกแสดงคุณสมบัติของพวกเขาผ่านการวางแนวโพลาไรซ์และอิออนอิเล็กทริกแสดงให้เห็นถึงโพลาไรซ์การเคลื่อนที่ของไอออนิก กลไกโพลาไรเซชันเหล่านี้รวมค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของวัสดุซึ่งจะมีผลต่อค่าความจุของตัวเก็บประจุ
การทำความเข้าใจหลักการทำงานของวัสดุอิเล็กทริกนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการออกแบบตัวเก็บประจุและการเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพ โดยการเลือกวัสดุอิเล็กทริกที่เหมาะสมความหนาแน่นของการจัดเก็บพลังงานลักษณะการสูญเสียและความเสถียรของอุณหภูมิของตัวเก็บประจุสามารถปรับให้ตรงกับข้อกำหนดของสถานการณ์แอปพลิเคชันต่างๆ