Mga Prinsipyo ng Paggawa ng Mga Kakayahang Dielectric na Kakayahan at Pamamaraan upang Mapabuti ang Density ng Pag -iimbak ng Enerhiya

Mga capacitor , tulad ng mga mahahalagang sangkap sa mga elektronikong circuit, ang pagganap ay higit na tinutukoy ng mga katangian ng kanilang mga dielectric na materyales. Ang phenomenon ng polariseysyon ng mga dielectric na materyales sa ilalim ng isang panlabas na larangan ng kuryente ay bumubuo ng pisikal na batayan para sa pag -iimbak ng enerhiya sa mga capacitor.

Mga mekanismo ng polariseysyon ng mga dielectric
Ang mga dielectric na materyales ay maaaring maiuri sa mga uri ng hindi polar at polar. Ang mga dielectrics na hindi polar ay pangunahing bumubuo sapilitan dipole satali Sa ilalim ng isang panlabas na electric field, na ipinakita bilang nababanat na pag -aalis ng mga ulap ng elektron. Ang mga dielectrics ng polar, bilang karagdagan sa pag -aalis ng ulap ng elektron, nagtataglay Permanenteng Dipole Moments na nakahanay sa direksyon ng panlabas na larangan ng kuryente. Anuman ang uri, ang lahat ng mga dielectric ay nagkakaroon ng sapilitan na mga sandali ng dipole sa kahabaan ng larangan ng kuryente at nagpapakita ng mga singil na nakatali sa kanilang mga ibabaw kapag sumailalim sa isang panlabas na larangan ng kuryente. Ang mga nakatali na singil na ito ay hindi malayang gumagalaw at magkaroon ng polarity sa tapat ng mga katabing electrodes.

Dami ng paglalarawan ng intensity ng polariseysyon
Ang intensity ng polariseysyon (P) ay isang pangunahing parameter na naglalarawan sa antas ng dielectric polariseysyon, na tinukoy bilang ang vector sum ng electric dipole sandali bawat dami ng yunit. Ang electric dipole moment (μ) ay natutukoy ng dami ng singil (q) at ang distansya sa pagitan ng positibo at negatibong singil (L). Sa isotropic linear dielectrics, ang intensity ng polariseysyon ay direktang proporsyonal sa inilapat na larangan ng kuryente (E), na ipinahayag bilang P = ε₀ (εᵣ-1) E, kung saan ang ε₀ ay ang vacuum permittivity (8.85 × 10⁻¹² f/m) at εᵣ ay ang kamag-anak na permittivity ng materyal. Ang ugnayang ito ay nagpapakita ng direktang koneksyon sa pagitan ng kakayahan ng polariseysyon ng isang materyal at ang dielectric na pare -pareho.

Mga pamamaraan ng pag -iimbak ng enerhiya at mga pamamaraan ng pagpapahusay
Ang density ng imbakan ng enerhiya (w/ΔV) ng isang kapasitor ay maaaring maipahayag ng formula ½ε₀εᵣe², kung saan ang E ay ang lakas ng patlang na nagtatrabaho. Upang mapabuti ang density ng imbakan ng enerhiya, mayroong dalawang pangunahing diskarte: Pagtaas ng lakas ng larangan ng pagtatrabaho and pagpapahusay ng dielectric na pare -pareho . Ang pagpapabuti ng lakas ng larangan ng pagtatrabaho ay nakasalalay sa mga katangian ng patlang ng breakdown ng dielectric na materyal, habang ang pagtaas ng dielectric na pare -pareho ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pag -optimize ng materyal na komposisyon at microstructure. Ang mga pangunahing mga parameter ng kapasitor tulad ng kapasidad (C = ε₀εᵣs/d) at kapasidad ng imbakan ng enerhiya (W = ½cu²) ay malapit din na nauugnay sa mga pag -aari ng mga dielectric na materyales.
Sa pamamagitan ng malalim na pag-unawa sa mga mekanismo ng polariseysyon at dami ng mga relasyon ng mga dielectric na materyales, ang gabay sa teoretikal ay maaaring ipagkaloob para sa pagbuo ng mga materyales na may mataas na pagganap upang matugunan ang demand para sa mga high-energy-density capacitor sa mga modernong elektronikong aparato.