Electric Polarization   전기 분극, 전기 편극

(2022-11-04)

Dielectric Polariation, 유전 분극, Intensity of Polarization, 분극 세기, 전기 분극도, 전기 편극도, Electric Susceptibility, 전기 감수율, 전기 분극률


1. 전기 분극 (Electric Polarization, 분극:分極 또는 편극:偏極)

  ㅇ 어떤 물질(유전체/절연체)이, 외부 전계에 의해, 
     - 중성의 원자,분자 등에 붙어있는 속박 전하의 음,양 전하 중심이 약간 변위되어,
     - `전기쌍극자`가, 유도되거나, 방향성을 갖으면,
     - 이것을 분극 되었다고도 함

  ㅇ 여기서, 전기쌍극자 모멘트 이란?
     - `2개의 이종 극으로 구성된 계` (전기적 대칭구조)로써, 외부세계와 상호작용할 수 있는 물리량
        
        . 즉, 전하의 미시적 비 균등성 분포 (방향성 있는 배치)를 나타내는 벡터량
        . 분자적 척도에서, 그 크기는 Debye (음,양 전하량 x 떨어진 거리) [D]로 주어짐


2. 전기 분극 현상

  ※ 외부 인가 전계에 의해, 전기쌍극자 형태로 정렬되는 물리적 현상

  ㅇ (영향)  물질 내 전기적인 분극 현상은,
     - 그 공간에서 전기장의 변화,  효과, 열 효과 등을 초래함
        . 전기장 변화 : 외부 전계에 의해 속박 전하변위(분극)에 의해 그 공간전기장이 달라짐
        .  효과 : 외부 전계에 의해 물체의 변형 초래, 흡인력 등   ☞ 압전효과, 마찰전기 등 참조
        .  효과   ☞ 열전효과 등 참조

  ㅇ (구분)  물질 내 전기분극 현상의 구분
     - 물질 내 미시계(원자,분자 등)에서 분극 형태에 따른 구분
        . 변위성 분극 (displacement) : 전자 분극, 이온 분극
        . 방향성 분극 (orientation)  : 배향 분극


3. 전기 분극 세기의 정량화  :  (분극도 또는 편극도)

  ㅇ 전기 분극도, 분극 세기, 분극 크기 (Intensity of Polarization) :  P (분극 벡터량)
     - 어떤 구역내 단위 체적당 유기되는 전기쌍극자모멘트
        . 또는, 단위 면적당 분극되는 전하량
     * 즉, `분극도/분극세기/분극크기` = `전기쌍극자모멘트밀도` 
          
     - 단위 : [C/㎡]


4. 전기 분극 능력의 정량화  :  (분극률)

  ㅇ 전기 분극률, 전기 감수율, 전화율, 대전율 (Polarizability,Electric Susceptibility)  χe
     - 유전체가 외부 전기장에 얼마나 감응이 되는가의 능력 비율
         
[# \mathbf{P} = \alpha \mathbf{E} = \epsilon_o \chi_e \mathbf{E} = \epsilon_o(\epsilon_r - 1) \mathbf{E} = (\epsilon - \epsilon_o) \mathbf{E} #]
. {# \alpha = \epsilon_o \chi_e #} : 분극성 계수 (원자,분자 내부 구조에 따라 정해짐) . {# \epsilon #} : 유전율, {# \epsilon_o #} : 진공 유전율, {# \epsilon_r #} : 비 유전율 . {# \chi_e = \epsilon_r - 1 #} : 분극율 (유전체에서 분극율이 클수록 분극도는 커짐) - 단위 없음 5. 전기 분극과 타 전기량과의 관계 : 분극과 전속밀도와의 관계D = εE = ε0εrE = ε0(1+χe)E = ε0E + P [C/㎡] - 한편, ε = ε'- jε˝= ε0(1+χe) . (ε: 복소 유전율, χe: 복소 전기 분극률) ※ 위 식에서, 외부 전계 E는, 유전체 내부에 전속밀도 D를 증가시킴 - 즉, 자유공간 전속밀도 ε0E에 부가적으로, 그 내부에 전기다이폴모멘트를 일으켜, - 전체적으로, 전기 분극 P를 발생(생성) 시킴 6. 전기 분극의 특징 ㅇ 분극의 방향 : 외부 전계 방향과 같음 ㅇ 분극의 세기(분극도) : 외부 전계에 `비례 관계`를 보임 - 보통의 유전체들은, 전기분극 P가 외부 전기장 E에 직접(선형적으로) 비례함 . 즉, 선형 매질 => 선형적인 관계 => P = ε0χeE ㅇ 단, 강유전체는, 특정 온도 범위에서, 자발 분극을 갖으며, - 분극 방향이 외부 전기장 극성에 따라 반전될 수 있음

전기분극
   1. 전기분극/분극세기/전기감수율   2. 전기쌍극자   3. 전기 분극 종류  
극자(단극자,쌍극자)
   1. 단극자,쌍극자   2. 쌍극자 모멘트   3. 전기 쌍극자   4. 자기 쌍극자 (전류 루프)   5. 전기 분극  


Copyrightⓒ written by 차재복 (Cha Jae Bok)               기술용어해설 후원
"본 웹사이트 내 모든 저작물은 원출처를 밝히는 한 자유롭게 사용(상업화포함) 가능합니다"