BAHAN DIELEKTRIK Rumusan dasar polarisasi bahan Dua buah muatan listrik yang berlawanan tetapi besarnya sama membentuk dipol listrik yang momenya p Dipol listrik menimbulkan medan listrik di sekitarnya Jika suatu dipol dalam medan listrik eksternal maka timbul torsi dan energi potensial pada dipol Dalam bahan dielektrik kumpulan momen dipol membentuk polarisasi yakni jumlah momen dipol persatuan volume Pandangan makroskopik (konstanta dielektrik bahan) Ada 2 besaran yang merupakan karakteristik makroskopik bahan : suseptibilitas listrik dan konstanta dielektrik Bahan dielektrik yang ditempatkan dalam medan listrik eksternal akan mengalami perpindahan listrik, bahan akan terpolarisasi dan terjadi induksi medan Hubungan antara P dan menghasilkan Hubungan antara D danmenghasilkanc_cePandangan mikroskopik (polarisabilitas bahan) Polarisasi bahan terjadi karena medan listrik Diasumsikan bahwa momen dipol molekul sebanding dengan medan listrik lokal dengan hubungan,adalah polarisabilitas molekul Untuk menetukan medan listrik lokal digunakan perumusan Lorentz, yu suatu dipol tertentu dibayangkan dikelilingi oleh rongga bola dgn jari-jari R cukup besar sehingga titik-titik diluar permukaan bola dapat dianggap sebagai medium kontinu lp oc =oHubungan Clausius Mosotti Dengan N adalah jumlah dipol molekul 012 3rrNo| |e = |e e\ .Sumber polarisabilitas Sehubungan dengan polarisasi bahan, struktur molekul/atom yang membangun suatu bahan dapat dikelompokkan menjadi : a.Molekul polar, ex : H2O b. Molekul non polar, ex : CO2 c.Molekul ionik, ex : NaCl d. Atom kristal kovalen bersifat non polar dan non ionik, ex : Si dan Ge Sumber polarisabilitas Berdasarkan jenis molekul/atom dan perilakunya saat dikenakan medan, maka polarisabilitas bahan terdiri dari : a. Polarisabilitas polar b. Polarisabilitas ionikc. Polarisabilitas elektronik Sehingga polarisabilitas total poiopop i po o o o = + +Polarisabilitas polar 1. Polarisabilitas statik 2. Polarisabilitas bolak-balik 203ppk To =(0)( )1ppiooeet=Polarisabilitas ionik bolak-balik Pada frekuensi tinggi, menghasilkan ungkapan konstanta dielektrik 2222(0)( )1rrtnn eeee e = +Polarisabilitas elektronik 1. Polarisabilitas statik 2. Polarisabilitas bolak-balik 304e ar o t = e22 20/( )ee mo ee e=Gejala piezoelektrik Gejala ini berkait dengan polarisasi ionik dan hanya terjadi pada bahan nonsentrosimetri Gejala piezoelektrik dapat digunakan untuk mengkonversikan energi listrik menjadi energi mekanik (efek balik) atau sebaliknya (efek langsung) Sehingga bisa dimanfaatkan sebagai sensor ataupun tranduser Gejala ferroelektrik Konstanta dielektrik bahan ferroelektrik berubah terhadap suhu, melalui hubungan Curie-Weiss Bila T>Tc, polarisasi hanya dapat terjadi jika pada bahan dikenakan medan eksternal dan polarisasinya lenyap bila medan dihilangkan (fasa paraelektik) Bila T
