الکترت

الکترت یک ماده دی الکتریک هست که بار الکتریکی نیمه پایداری دارد. یک الکترت میدان های الکتریکی داخلی و خارجی تولید می کند و معادل الکتروستاتیک یک مگنت پایدار است. با وجود اینکه الیور هویساید این اصطلاح را در 1885 ابداع کرد، مواد با خصوصیات الکترت قبلاً در علم شناخته شده بود و از اوایل دهه 1700 بررسی شده بود. یک مثال به خصوص الکتروفورز هست، یک وسیله ای که شامل یک ورقه با خصوصیات الکترت و یک صفحه فلزی جداکننده است. الکتروفورز در ابتدا توسط جان کارل ویلک در سوئد و دوباره توسط آلساندرو ولتا در ایتالیا ابداع شد.
شباهت به مگنت ها
الکترت ها مانند مگنت ها دوقطبی هستند. شباهت دیگر، میدان های تشعشعی هستند: آنها یک میدان الکتروستاتیک در پیرامونشان تولید می کنند (درمقابل یک میدان مغناطیسی). وقتی که یک مگنت و الکترت در نزدیکی یکدیگر قرار می گیرند، یک پدیده نسبتاً غیرمعمول اتفاق می افتد: در حالت سکون، هیچ اثری بر روی یکدیگر ندارند. اما زمانی که الکترت نسبت به قطب مغناطیسی حرکت می کند، یک نیرویی حس می‌شود که عمود بر میدان مغناطیسی عمل می کند و الکترت را در طول یک مسیر 90 درجه ای نسبت به جهت پیش بینی شده حرکت به جلو، به جلو هل می دهد.
شباهت به خازن
بین الکترت و لایه دی الکتریکی که در خازن ها استفاده می شود، شباهتی وجود دارد. تفاوت این است که دی الکتریک ها در خازن ها یک پلاریزاسیون القایی دارند که آن فقط ناپایدار است و به پتانسیل اعمالی بر دی الکتریک بستگی دارد. در حالی که دی الکتریک ها با خصوصیات الکترتی، ذخیره بار شبه پایدار یا علاوه بر آن پلاریزاسیون دوقطبی نشان می دهند. برخی مواد همچنین فروالکتریسیته نشان می دهند یعنی اینکه آنها به میدان های خارجی با یک هیسترزیس پلاریزاسیون واکنش نشان می دهند؛ فروالکتریک ها می توانند پلاریزاسیون را به طورهمیشگی حفظ کنند زیرا آنها در یک تعادل ترمودینامیک هستند و در خازن های فروالکتریک استفاده شده اند. اگرچه الکترت ها در حالت نیمه پایدار هستند، آنها از موادی با نشت پایین درست شده اند که بار اضافه یا پلاریزاسیون را برای سال ها حفظ می کنند. میکروفون الکترتی یک نوع میکروفون خازنی است که نیاز به منبع تغذیه با استفاده از ماده باردار دائمی حذف می شود.
الکترت یک ماده دی الکتریک پایدار با بارالکتریکی استاتیک شبه پایدار قرارگرفته در آن می باشد (که به علت مقاومت بالای ماده، در دوره های زمانی تا صد سال، ازبین نمی‌رود و یا یک پلاریزاسیون دوقطبی جهتدار شبه پایدار هستند. این نام از الکترون و مگنت آمده است و در سال 1885 توسط الیور هویساید اختراع شد؛ در مقایسه با تشکیل یک مگنت توسط جهتگیری نواحی مغناطیسی در یک قطعه آهن. از نظر تاریخی، الکترت ها اولین بار توسط ذوب یک ماده دی الکتریک مناسب مانند یک پلیمر یا موم که حاوی مولکول‌های قطبی هستند، ساخته شدند و سپس اجازه دادند به آن دوباره در یک میدان الکتروستاتیک قدرتمند سفت شوند. مولکولهای قطبی دی الکتریک خودشان در جهت میدان الکتروستاتیک منظم می شوند و یک الکترت دوقطبی با یک ولتاژ پایدار تولید می کنند. الکترت های امروزی معمولاً با قراردادن بارهای اضافه درون یک دی الکتریک بسیار عایق به عنوان مثال به وسیله یک پرتو الکترونی، یک تخلیه کرونا، تزریق الکترون، شکست الکتریکی در طول یک گپ یا یک سد دی الکتریک و غیره ساخته می شوند.
انواع الکترت ها
دو نوع الکترت وجود دارد:
الکترت های شارژ واقعی که شامل بار اضافه یک یا هر دو قطبش هستند که این ها به یکی از دو صورت زیر هستند:
بر روی سطوح دی الکتریک (یک بار سطحی)
داخل حجم دی الکتریک (یک بار فضایی)
الکترت های دوقطبی جهتدار که شامل دوقطبی های منظم (جهتدار) هستند. مواد فروالکتریک یکی نوع از اینها هستند.
الکترت های بارفضایی شبکه ای با بارهای دوقطبی داخلی در حفره ها، یک دسته جدیدی از مواد الکترتی را فراهم کرد که از فروالکتریک ها تقلید می کند؛ بنابراین اینها به عنوان فروالکترت ها نامیده می شوند. فروالکترت ها در مقایسه با مواد سرامیکی پیزوالکتریکی، پیزوالکتریسیته قوی نشان می دهند.
مواد
مواد الکترت در طبیعت کاملاً متداول هستند. به عنوان مثال، کوآرتز و دیگر فرمهای سیلیکون دی اکسید، الکترت هایی هستند که به صورت طبیعی واقع می شوند.امروزه اکثر الکترت ها از پلیمرهای سنتزی مانند فلوئوروپلیمر، پلی پروپیلن، پلی اتیلن ترفتالات و غیره ساخته شده اند. الکترت های شارژ واقعی یا دارای بارهای اضافه مثبت یا منفی یا هر دو هستند؛ درحالی که الکترت های دوقطبی جهتدار، شامل دوقطبی های جهتدار هستند. میدان های الکتریکی داخلی یا خارجی شبه پایدار ایجادشده توسط الکترت ها، می توانند در کاربردهای مختلفی استفاده شوند.
روش تولید
الکترت ها می توانند از طریق سردکردن یک ماده دی الکتریک مناسب درون یک میدان الکتریکی قوی پس از ذوب کردن آن، ایجاد شوند. این میدان حامل های بار را تغییر می دهد یا دوقطبی های درون ماده را منظم می کند. موادی که برای الکترت ها معمولاً استفاده می شوند، موم ها، پلیمرها یا رزین ها هستند. یکی از اولین دستورالعمل ها شامل 45% موم کارنوبا، 45% صمغ صنوبر سفید و 10% موم سفید هستند، ذوب می شوند و با هم مخلوط می شوند و در حالت سردکردن در یک میدان الکتریکی استاتیک با چندین کیلوولت بر سانتی متر نگه داشته می شوند. اثر ترمودی الکتریک به این فرایند مربوط می‌شود و برای اولین بار توسط محقق برزیلی جاکومو کاستا ریبری توصیف شد.
الکترت ها نیز می توانند با قرارگیری بار منفی اضافه درون یک دی الکتریک با استفاده از الکترود شتاب دهنده ذره تولید شوند. بارهای اضافه درون یک الکترت به طورنمایی واپاشیده می شود. ثابت واپاشی تابعی از ثابت دی الکتریک نسبی ماده و مقاومت بالک آن است. مواد با مقاومت ویژه بسیار بالا مانند پلی تترافلوئورواتیلن ممکن است بارهای اضافه را برای صدها سال حفظ کند. اکثر الکترت های تجاری تولیدشده بر پایه فلئوروپلیمرها هستند(مانند تفلون آمورف) که به فیلم های نازک ماشین کاری شده اند.
کاربرد
مواد الکترت، جذابیت فنی و تجاری پیدا کرده است. به عنوان مثال آنها در میکروفون های الکترتی استفاده شده اند. آنها همچنین در بعضی از انواع فیلترهای هوا برای جمع آوری الکتروستاتیک ذرات گرد و غبار، در محفظه های یونی الکترت برای اندازه گیری تابش یونیزه کننده یا رادن و در ارتعاش انرژی هاروستینگ استفاده شده اند.

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

Wikipedia contributors, "Electret," Wikipedia, The Free Encyclopedia, https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Electret&oldid=815098163 (accessed January 18, 2018).

This article "الکترت" is from Wikipedia. The list of its authors can be seen in its historical and/or the page Edithistory:الکترت. Articles copied from Draft Namespace on Wikipedia could be seen on the Draft Namespace of Wikipedia and not main one.