اس مضمون کے لئے ڈائی الیکٹرک مستقل اور موصلیت کی کارکردگی کے مابین تبادلوں کے تعلقات کو سمجھنا کافی ہے

1. بیسک تصورات اور ڈائی الیکٹرک مستقل کے فارمولے (ε)

ڈائی الیکٹرک مستقل ایک جسمانی مقدار ہے جو بجلی کے میدان میں چارجز کو ذخیرہ کرنے کے لئے ڈائی الیکٹرک کی صلاحیت کی خصوصیت رکھتی ہے ، جسے اجازت نامہ بھی کہا جاتا ہے ، اور موصل مواد کی برقی خصوصیات کی پیمائش کے لئے بنیادی پیرامیٹرز میں سے ایک ہے۔ اس کی قدر جتنی بڑی ہوگی ، مادے کی چارجز کو ذخیرہ کرنے کی صلاحیت اتنی ہی مضبوط ہے ، لیکن عام طور پر موصل مواد میں سگنل کے نقصان اور مداخلت کو کم کرنے کے لئے کم ڈائی الیکٹرک مستقل ہوتا ہے۔

(1) ڈائی الیکٹرک مستقل کا تعریف فارمولا

ڈائی الیکٹرک مستقل (رشتہ دار ڈائی الیکٹرک مستقل ، εᵣ) کسی مادے کے ڈائی الیکٹرک مستقل (ε) کا تناسب اس کے ویکیوم ڈائی الیکٹرک مستقل (ε₀) کا تناسب ہے:

εᵣ​=ε/ε₀

ان میں سے ، ε₀ ویکیوم ڈائی الیکٹرک مستقل ہے ، جو تقریبا approximately ہے8.854 × 10^-12f/m (farad/m).

رشتہ دار ڈائی الیکٹرک مستقل (εᵣ) ایک جہتی جسمانی مقدار ہے۔ ویکیوم کا εᵣ 1 ہے ، ہوا کا approximately تقریبا 1. 1.0006 ہے ، اور موصل مواد کا εᵣ عام طور پر 2-10 (جیسے ETFE's εᵣ کے بارے میں 2.6) کے درمیان ہوتا ہے۔

(2) اہلیت کے ساتھ تعلقات کا فارمولا

متوازی پلیٹ کیپسیٹرز کے لئے ، کیپسیٹینس (سی) اور ڈائی الیکٹرک مستقل کے مابین تعلقات یہ ہے کہ:C=εᵣ​​⋅ε₀​⋅A/d​

ان میں سے ، الیکٹروڈ پلیٹ کا رقبہ ہے ، اور D الیکٹروڈ پلیٹوں (موصلیت کے مواد کی موٹائی) کے درمیان فاصلہ ہے۔

یہ فارمولا اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ اسی ڈھانچے کے تحت ، اتنا ہی بڑا ڈائی الیکٹرک مستقل اور اہلیت ، مادے کی چارجز کو ذخیرہ کرنے کی صلاحیت اتنی ہی مضبوط ہے۔

(3) نقصان سے متعلق: ڈائی الیکٹرک نقصان ٹینجینٹ (ٹین δ)

ڈائی الیکٹرک نقصان بجلی کے میدان میں مالیکیولر پولرائزیشن ہیسٹریسیس کی وجہ سے موصل مواد کی توانائی کا نقصان ہے۔ اس کی نمائندگی عام طور پر ڈائی الیکٹرک نقصان ٹینجینٹ (ٹین δ) کے ذریعہ کی جاتی ہے اور اس کا تعلق اس طرح سے ڈائی الیکٹرک مستقل سے ہوتا ہے۔tanΔ=ε/ε ′

ان میں ، ε 'ڈائی الیکٹرک مستقل (توانائی کے ذخیرہ کرنے کی گنجائش کی نمائندگی کرنے والا) کا اصل حصہ ہے ، اور ε' 'خیالی حصہ (نقصان کی نمائندگی کرنے والا) ہے۔

ٹن Δ چھوٹا ، مادے کی موصلیت کا نقصان جتنا چھوٹا ہے ، اور بجلی کی کارکردگی زیادہ مستحکم ہے (جیسے ETFE کا ٹین {تقریبا 0. 003 ، جس کا تعلق کم نقصان کے مواد سے ہے)۔

2. ککی پیرامیٹرز اور موصلیت کی کارکردگی کے تبادلوں کے تعلقات

موصلیت کی کارکردگی کے بنیادی پیرامیٹرز میں موصلیت کے خلاف مزاحمت ، خرابی کی طاقت ، ڈائی الیکٹرک مستقل ، ڈائی الیکٹرک نقصان ، وغیرہ شامل ہیں۔ یہ پیرامیٹرز اجتماعی طور پر مواد کی موصلیت کی صلاحیت اور استحکام کی عکاسی کرتے ہیں ، اور کچھ پیرامیٹرز تجربات یا تجرباتی فارمولوں کے ذریعہ باہمی تعلق رکھتے ہیں۔

(1) موصلیت کے خلاف مزاحمت (r_انسان​)

موصلیت کے خلاف مزاحمت موجودہ رساو کے خلاف مزاحمت کرنے کے لئے کسی مادے کی صلاحیت ہے ، جو اوہم (ω) میں ماپا جاتا ہے ، اور اس کا تعلق مندرجہ ذیل مادے کی مزاحمتی (ρ) سے ہے۔R_انسان​=ρ⋅d​/A

ان میں سے ، volume حجم کی مزاحمتی (یونٹ: ω · m) ہے ، D موصلیت کی موٹائی ہے ، اور A سطح کا علاقہ ہے۔

تبادلوں کا مطلب ہے: مزاحمیت جتنی زیادہ ، موصلیت کی مزاحمت زیادہ ، اور مادے کی موصلیت کی کارکردگی بہتر ہے (جیسے ETFE ، جس کی حجم کی مزاحمیت عام طور پر 10⁶ω · m سے زیادہ ہوتی ہے ، جس کا تعلق اعلی موصلیت کے مواد سے ہوتا ہے)۔

(2) خرابی کی طاقت (Eᵦ)

خرابی کی طاقت ایک اہم برقی فیلڈ طاقت ہے جس پر کوئی مواد بغیر ٹوٹ جانے کے بجلی کے میدان کا مقابلہ کرسکتا ہے ، جس کی پیمائش کے وی/ایم ایم (کلوولٹس فی ملی میٹر) میں کی جاتی ہے ، اور مندرجہ ذیل فارمولے کا استعمال کرتے ہوئے اس کا حساب لگایا جاتا ہے:E_b​=U_b/d
ان میں ، Uᵦ خرابی وولٹیج (کے وی) ہے ، اور ڈی موصلیت کی موٹائی (ایم ایم) ہے۔

تبادلوں کا مطلب ہے: خرابی کی طاقت جتنی زیادہ ہوگی ، اسی موٹائی پر مادے کا مقابلہ اتنا ہی زیادہ ہوگا (مثال کے طور پر ، ETFE کی خرابی کی طاقت تقریبا 20-30 KV/ملی میٹر کے بارے میں ہے ، اور 600V وولٹیج میں ضروریات کو پورا کرنے کے لئے صرف ایک بہت ہی پتلی موصلیت کی پرت کی ضرورت ہے)۔

(3) ڈائی الیکٹرک مستقل اور سگنل ٹرانسمیشن کے نقصان کے درمیان باہمی تعلق

اعلی تعدد سگنل ٹرانسمیشن میں ، سگنل کا نقصان () ڈائی الیکٹرک مستقل (εᵣ) اور ڈائی الیکٹرک نقصان (ٹین δ) سے متعلق ہے ، اور تجرباتی فارمولا یہ ہے کہ: ∝f⋅√ε_rtantanΔ

ان میں سے ، ایف سگنل فریکوئنسی ہے۔

تبادلوں کی اہمیت: کم εᵣ اور کم ٹین δ اعلی تعدد سگنل کے نقصان کو نمایاں طور پر کم کرسکتے ہیں ، لہذا کم ڈائی الیکٹرک مواد جیسے ETFE تیز رفتار سگنل ٹرانسمیشن منظرناموں (جیسے ایرو اسپیس اور صحت سے متعلق الیکٹرانک آلات) کے لئے موزوں ہے۔

3. عملی ایپلی کیشنز میں کارکردگی کے تبادلوں کا نمونہ (مثال کے طور پر UL AWM 10126 تار لے کر)

UL AWM 10126 وائر ETFE موصلیت (εᵣ≈2.6 ، TanΔ≈ 0. 003 ، خرابی کی طاقت ≈25kV/ملی میٹر) کو اپناتا ہے ، 600V کا درجہ بند وولٹیج ، آپریٹنگ درجہ حرارت 150 ڈگری ، موصلیت کی کارکردگی کا تبادلہ مندرجہ ذیل ہے:

(1) خرابی وولٹیج کی توثیق: اگر موصلیت کی موٹائی 0. 1 ملی میٹر ہے تو ، نظریاتی خرابی وولٹیجU_b​=E_b​طاری {{0}}} KV/ملی میٹر × 0.1 ملی میٹر =2. 5KV، مناسب حفاظتی مارجن کے ساتھ ، درجہ بند 600V سے کہیں زیادہ ہے۔

(2) اعلی تعدد نقصان کا تخمینہ: 100 میگا ہرٹز کی فریکوئنسی میں ، اس کا سگنل کا نقصان اعلی ڈائی الیکٹرک مواد (جیسے پی وی سی ، جس میں εᵣ کلب کے ساتھ) کے مقابلے میں بہت کم ہے ، جس سے یہ صحت سے متعلق الیکٹرانک آلات میں سگنل ٹرانسمیشن کے لئے موزوں ہے۔

(3) موصلیت کے خلاف مزاحمت کی تبدیلی: اگر کنڈکٹر کا سطح کا رقبہ 1 0 cm² ہے تو ، موصلیت کی موٹائی 0.1 ملی میٹر ہے ، اور ETFE کی ہےρ≈10¹⁷Ω·m، پھر موصلیت کے خلاف مزاحمتR_انسان=10¹⁷×0.0001/0.001​=10¹⁶Ω، رساو موجودہ کو نظرانداز کیا جاسکتا ہے۔

4.summary

ڈائی الیکٹرک مستقل موصلیت سے متعلق مواد کی توانائی کے ذخیرہ کرنے کی گنجائش کا بنیادی اشارے ہے ، جو براہ راست اہلیت اور نقصان سے متعلق ہے۔ کم ڈائی الیکٹرک مستقل (جیسے ETFE) اعلی تعدد اور کم نقصان کے منظرناموں کے لئے موزوں ہے۔

موصلیت کی کارکردگی کا تبادلہ مختلف کام کے حالات کے تحت مادوں کے اطلاق کا اندازہ کرسکتا ہے جیسے پیرامیٹرز سے متعلق فارمولوں کے ذریعہ مزاحمت ، خرابی کی طاقت ، اور نقصان (جیسے جیسےUL AWM 10126 وائر، جو کم εᵣ اور اعلی خرابی کی طاقت کی وجہ سے کمپیکٹ خالی جگہوں اور اعلی درجہ حرارت والے ماحول میں 600V برقی رابطوں کے لئے موزوں ہے)۔

ان پیرامیٹرز کی تبدیلی تار کے انتخاب اور موصلیت کے ڈیزائن کے لئے ایک سائنسی بنیاد فراہم کرتی ہے ، جس سے لاگت اور جگہ کی اصلاح کو یقینی بنایا جاتا ہے جبکہ وولٹیج اور درجہ حرارت جیسی ضروریات کو پورا کیا جاتا ہے۔