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절연체, 유전체, 분극의 차이에 대해
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[report]
절연체, 유전체, 분극
절연체
절연체는 전기나 열을 전달하기 어려운 성질을 가지는 물질의 총칭이다. 전기를 통하기 쉬운 도체 (전기 전도체)에 비교해서 부도체라고도 한다. 그리고 절연체는 유전체의 성질을 갖는다. (절연체와 유전체는 실제 물질은 같지만 그 의미를 약간 다르게 사용한다. 절연 애자와 같이 절연체는 전기를 잘 통하지 않는 목적으로 많이 사용되었으나 최근에는 절연체(유전체)가 가지는 능동적인 특성을 이용하여 다양한 응용에 널리 사용되고 있다. 그래서 최근에는 절연체보다는 유전체라는 용어가 더 많이 사용된다.)
유전체
정전기장을 가할 때 전기편극은 생기지만 직류전류는 생기지 않게 하는 물질이다. 이는 자기장 속에 놓인 유전체 내부에서 무극성분자나 유극성분자 모두 전기쌍극자모멘트를 형성하여 주위의 자기장을 일정량 상쇄시키기 때문이다.
전기의 절연체를 전기장 내에 놓았을 때 표면에 전하가 유기되는 현상이 있는데, 이러한 관점에서 절연체를 다룰 때 이것을 유전체라 하고, 표면에 나타나는 전하를 편극전하라 한다. 1837년 M.패러데이가 콘덴서의 극판 사이에 절연물을 끼우면 전기용량이 증가하는데, 그것을 끼우기 전후의 전기용량의 비가 절연물의 종류에 따라 결정되는 데서 발견했다.
이 현상을 생성하는 메커니즘은, 자성체의 자기화와 마찬가지로 전기장의 작용에 의해서 무극성분자에서는 분자 내의 양·음의 전하가 어긋나고, 유극성분자에서는 쌍극자모멘트의 방향이 가지런해져서 물질이 전체적으로 전기쌍극자모멘트를 가지게 되고, 이것이 콘덴서의 극판에서 전하의 작용을 얼마간 상쇄하기 때문이라는 것이 밝혀졌다.
유전체에 생기는 단위부피당 쌍극자모멘트 P와 전기장의 세기 E와의 비 P/E를 이 유전체의 편극률이라 하고, 이것을 콘덴서의 극판 사이에 넣었을 때와 넣지 않았을 때의 전기용량의 비를 물질의 유전율이라고 한다.
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2012.03.07
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