العازل الكهربائي

الأستاذ حسن عبد الكاظم

المواد العازلة كهربائياً

هي مواد غير موصلة في الظروف الأعتيادية، تعمل على تقليل مقدار المجال الكهربائي الموضوعة فيه. (الورق، الشمع، الزجاج واللادئن …. الخ)

تصنف العوازل إلى نوعين

  1. العوازل القطبية: مثل الماء النقي (حيث تمتلك جزيئاتها عزوماً كهربائية ثنائية القطبية ويكون التباعد بين مركزي شحنتيها الموجبة والسالبة ثابتاً).
  2. العوازل غير القطبية: مثل الزجاج والبولثلين (حيث يكون التباعد بين مركزي شحنتيها الموجبة والسالبة غير ثابت).

ماذا يحصل عند إدخال عازل قطبي بين صفيحتي متسعة مشحونة؟

الجواب/ المجال الكهربائي بين صفيحتي المتسعة سيؤثر في هذه الدايبولات ويجعل معظمها يصطف بموازاة المجال ونتيجة لذل يتولد مجال كهربائي داخل العازل معاكس لأتجاه المجال المؤثر (الخارجي) وأقل منه مقداراً، وبالنتيجة يقل مقدار المجال الكهربائي المحصل بين صفيحتي المتسعة.

وزاري الدور الثالث 2015

ما تأثير المجال الكهربائي المنتظم في المواد العازلة غير القطبية الموضوعة بين صفيحتي متسعة مشحونة؟

الجواب/ المجال الكهربائي بين صفيحتي المتسعة سيعمل على إزاحة مركزي الشحنتين الموجبة والسالبة في الجزيئة الواحدة بإزاحة ضئيلة، وهذا يعني أنها تكتسب عزوماً كهربائية ثنائية القطب بطريقة الحث الكهربائي، وبهذا يتحول إلى دايبول كهربائي يصطف بإتجاه معاكس لاتجاه المجال الكهربائي المؤثر.

ملاحظة : في كلا نوعي العوازل يعطى متجه المجال الكهربائي المحصل (Ek) بالعلاقة الآتية:

Ek المجال الكهربائي بعد ادخال العازل (المجال الكهربائي المحصل)

E المجال الكهربائي المؤثر

Ed المجال الكهربائي داخل العازل نفسه

إن المجال الكهربائي بعد ادخال العازل يقل بمقدار ثابت العزل وفق العلاقة الرياضية التالية

k يساوي ثابت العزل للعازل

وبما ان

نستنتج ان العلاقة بين المجال الكهربائي المؤثر والبعد بين الصفيحتين علاقة عكسية

قوة العزل الكهربائي

هي أقصى مقدار لمجال كهربائي يمكن أن تتحمله المادة قبل حصول الانهيار الكهربائي لها، وتعد قوة العزل لمادة بانها مقياس لقابليتها في الصمود أمام فرق الجهد الكهربائي المسلط عليها.

ثابت العزل الكهربائي (k)

هو النسبة بين سعة المتسعة بوجود العازل إلى سعة المتسعة بوجود الهواء، وهو صفة مميزة للوسط العازل وفقاً للعلاقة:

سؤال وزاري 2014 الدور الثالث

س/ ماذا يحصل؟ ولماذا؟ عند تسليط مجال كهربائي كبير المقدار على المادة العازلة أو تعرضها لتأثير حراري كبير؟

الجواب/ إن تسليط مجال كهربائي كبير المقدار على المادة العازلة أو تعرضها لتاثير حراري كبير يؤدي إلى الأنهيار الكهربائي للعازل وذلك نتيجة لعبور الشرارة الكهربائية خلاله.