Sensibilitate și permitivitate dielectrică

Astfel de fenomene precum sensibilitatea dielectrică și permeabilitatea dielectrică apar nu numai în fizică, ci și în viața obișnuită. În acest sens, este necesar să se determine valorile acestor fenomene în știință, influența și aplicarea lor în viața de zi cu zi.

Determinarea tensiunii

Tensiunea este vector cantitatea în fizică, calculată din forța care afectează încărcătura pozitivă a unității, situată la punctul investigat al câmpului. După dielectric plasat într-un câmp electrostatic extern, el dobândește un moment de dipol, cu alte cuvinte, este polarizată. Pentru a descrie cantitativ polarizarea în polarizare dielectric este utilizat - un parametru fizic vector, calculat ca valorile momentului de dipol al volumului dielectric.

Vectorul de tensiune după tranziția prin fața între două dielectrice suferă modificări abrupte, provocând această interferență în timpul calculului câmpurilor electrostatice. În acest sens, se introduce o caracteristică suplimentară: vectorul de deplasare electrică.

Cu ajutorul permitivității dielectrice este posibil să se afle de câte ori un dielectric poate slăbi un câmp extern. În scopul explicării celei mai raționale a câmpurilor electrostatice în dielectrică, se folosește vectorul de deplasare electrică.

Definiții de bază

Permitivitatea absolută a mediului este coeficientul care intră în notația matematică a legii Coulomb și ecuația interrelației dintre intensitatea câmpului electric și inducția electrică. Perioada absolută poate fi reprezentată ca produs ruda constanta dielectrică a mediului și electricitatea constantă.

Sensibilitatea dielectrică, numită polarizabilitatea materiei, este o cantitate fizică capabilă să polarizeze sub influența unui câmp electric. Este, de asemenea, coeficientul de cuplare liniară a câmpului electric extern cu polarizarea dielectricului într-un câmp mic. Formula de susceptibilitate dielectrică este scrisă ca: X = na.

În cele mai multe cazuri, dielectricii au o susceptibilitate dielectrică pozitivă, iar această cantitate este fără dimensiuni.

Ferroelectricitatea este un fenomen fizic prezent în anumite cristale, numite feroelectrice, la anumite valori ale temperaturii. Aceasta constă în apariția polarizării spontane într-un cristal chiar și fără un câmp electric extern. Diferența dintre feroelectrică și piroelectrică este că, în anumite temperaturi, modificările de cristal se modifică și polarizarea aleatoare dispare.

Electriciștii din domeniu nu se comportă ca dirijori, dar au semne comune. Dielectricul diferă de conductor în absența unor suporturi încărcate gratuite. Sunt acolo, dar în cantități minime. Într-un conductor, un electron care se mișcă liber în rețeaua de cristal a metalului devine un purtător de sarcină similar. Totuși, electronii dintr-un dielectric sunt legați de atomii lor și nu se pot mișca ușor. După introducerea dielectricilor într-un câmp cu electricitate, electrificarea apare în el, ca un dirijor. Diferența de la un dielectric este că electronii nu se mișcă liber pe tot volumul, deoarece curge în conductor. Cu toate acestea, sub influența unui câmp electric extern, o deplasare ușoară a sarcinilor apare din interiorul moleculei substanței: deplasarea pozitivă va fi deplasată de-a lungul direcției câmpului, iar cea negativă va fi inversată.

În acest sens, suprafața dobândește o anumită încărcare. Procedura de apariție a unei încărcări pe suprafața unei substanțe sub influența câmpurilor electrice se numește polarizarea unui dielectric. Dacă într-un dielectric omogen și nepolar cu o anumită concentrație de molecule toate particulele sunt identice, atunci polarizarea va fi, de asemenea, aceeași. Și în cazul sensibilității dielectrice a unui dielectric, această cantitate va fi fără dimensiuni.

Obligații legate

Datorită procesului de polarizare în vrac taxele necompensate substanță dielectrică, numită polarizare sau legată. Particulele care au costurile de date sunt responsabile de moleculele sub influența câmpului electric extern sunt deplasate din pozițiile lor de echilibru, fără a se îndepărta de la molecula, în care acestea sunt situate.

Încărcările legate sunt caracterizate de densitatea de suprafață. Sensibilitatea și permeabilitatea dielectrică a mediului determină de câte ori forța de legare a două încărcături electrice în spațiu este mai mică decât același indice într-un vid.

permeabilitate relativă a aerului și a susceptibilității și majoritatea celorlalte gaze în condiții standard se apropie de unitate (din cauza planului de mici). Constanta dielectrică relativă a materialului feroelectric dielectric constant în zeci și sute de mii de pe suprafața care separă perechea de dielectricilor cu diferiți indici de permitivitate absolută și susceptibilitatea substanței, precum și egală între componenta tangențială a intensității.

Printre multe situații practice se află o întâlnire cu trecerea unui curent de la un corp metalic la lumea din jur, în timp ce conductivitatea acestuia din urmă este de câteva ori mai mică decât conductivitatea unui anumit corp. Situații similare pot apărea, de exemplu, în timpul tranziției curentului prin electrozi metalici îngropați în sol. Utilizați frecvent electrozi din oțel. Dacă sarcina este de a determina sensibilitatea dielectrică a sticlei, atunci problema va fi oarecum complicată de faptul că această substanță are o proprietate de relaxare ionică, din cauza căreia apare o mică întârziere.

La granița unei perechi de dielectrici cu permeabilități diferite în prezența unui câmp extern, încărcările de polarizare cu indicatori diferiți apar cu densități de suprafață diferite. Aceasta oferă o nouă condiție pentru refracția liniei de câmp în timpul trecerii de la dielectric la celălalt.

Legea refracției în cazul liniilor curente în forma sa poate fi considerată analogă cu legea refracției liniilor de deplasare pe fața a două dielectrice în câmpurile electrostatice.

Fiecare corp și substanță a lumii înconjurătoare are anumite proprietăți electrice. Motivul pentru aceasta constă în structura moleculară și atomică - prezența particulelor încărcate care se află într-o stare interconectată sau liberă.

Dacă substanța nu este afectată de câmpul extern, atunci aceste părți sunt localizate, echilibrându-se reciproc, în volumul total total, fără a crea câmpuri electrice suplimentare. Dacă există o aplicare a energiei electrice din exterior, o redistribuire a sarcinilor va apărea în interiorul moleculelor și atomilor existenți, ceea ce va duce la apariția unui câmp intrinsec intern care va fi îndreptat spre exterior.

Dacă se desemnează câmpul extern aplicat ca E0 și E `intern, atunci întregul câmp E va fi suma acestor cantități.

Toate substanțele din electricitate sunt împărțite în:

• Ghiduri;
• dielectrici.

Această clasificare există cu mult timp în urmă, dar nu este complet precisă, deoarece știința a descoperit de mult corpuri cu proprietăți noi sau combinate ale materiei.

Ghiduri

Efectuarea de substanțe pot fi medii în care sunt prezente sarcini gratuite. Adesea, metalele sunt considerate a fi astfel de materiale, deoarece structura lor implică prezența constantă a electronilor liberi care se pot mișca în întreaga cavitate a materiei. Sensibilitatea dielectrică a mediului permite participarea la procesul termic

Dacă conductorul este izolat de influența câmpului electric extern, atunci în el există un echilibru între încărcările pozitive și cele negative. Această stare dispare imediat când apare un conductor în câmpul electric, care prin energia sa redistribuie particulele încărcate și provoacă apariția încărcăturilor neechilibrate cu o valoare pozitivă și negativă pe suprafața exterioară

Acest fenomen se numește inducție electrostatică. Acțiunile care apar sub acțiunea sa pe suprafața metalică sunt numite încărcări de inducție.

Încărcările de inducție create în conductor creează un câmp propriu, care compensează influența câmpului exterior în interiorul conductorului. În acest sens, indicatorul câmpului electrostatic total total va fi compensat și egal cu 0. Potențialele fiecărui punct din interior și din exterior sunt egale.

Acest rezultat indică faptul că nu există nici o diferență în potențialul din interiorul conductorului (chiar și cu câmpul extern conectat) și nu există câmp electrostatic. Acest fapt este folosit în screening-ul datorită utilizării metodei de protecție electro-optică a unei persoane și a echipamentelor electrice sensibile la câmp, în special a instrumentelor de înaltă precizie pentru măsurare și tehnologia microprocesoarelor.

Legătura dintre permitivitate și susceptibilitate este de asemenea prezentă. Cu toate acestea, acesta poate fi exprimat folosind o formulă. Deci, relația dintre constanta dielectrică și susceptibilitatea dielectrică are următoarea notație: e = 1 + X.

Principiul protecției electrostatice

Cu ajutorul ecranelor, îmbrăcămintea și încălțămintea din materiale cu proprietăți conductive, inclusiv articolele de protecție a feței, sunt utilizate în domeniul energetic pentru siguranța personalului care lucrează în condiții de tensiune ridicată provocate de dispozitive de înaltă tensiune. Câmpul electrostatic nu pătrunde în conductor, deoarece atunci când aplicați conductor într-un câmp electric aceasta va fi compensată de domeniul care apare în legătură cu mișcarea taxelor libere.

dielectrici

Acest nume aparține substanțelor care au calități izolante. În compoziția lor există numai taxe interconectate, nu cele libere. Fiecare particulă pozitivă din ele va fi atașată la negativul din interiorul atomului cu o încărcătură neutră comună fără mișcare liberă. Ele sunt distribuite din interiorul dielectricilor și nu își pot schimba poziția sub influența câmpurilor externe. Astfel susceptibilitatea materialului dielectric și obținerea energiei implică încă anumite schimbări în structura substanțelor. În interiorul atomilor și moleculelor variază raportul dintre sarcină pozitivă și negativă a particulelor și materialul de suprafață sunt taxe aferente neechilibrate suplimentare care creează câmpul electric intern. Scopul este de a satisface tensiunea exercitată din exterior.

Acest fenomen se numește polarizarea unui dielectric. Se poate caracteriza prin faptul că un câmp electric apare din interiorul substanței, cauzat de influența energiei externe, dar slăbit de contracararea câmpului intern.

Tipuri de polarizare

În interiorul dielectricilor, acesta poate fi reprezentat de două tipuri:

• orientare;
• e.

Primul tip are, de asemenea, un nume suplimentar - polarizarea dipolului. Această proprietate este inerentă dielectricilor cu centre părtinitoare la sarcini pozitive și negative, care sunt create de molecule de la dipoli mici - un set neutru de perechi de încărcări. Acest fenomen este tipic pentru lichid, hidrogen sulfurat și azot.

Fără influența câmpului electric extern în aceste substanțe, dipolii moleculari sunt orientați haotic sub influența schimbărilor actuale ale temperaturii, în timp ce pe partea exterioară a dielectricului nu există nicio sarcină electrică.

Acest model este modificat sub acțiunea energiei atașate exterior atunci când dipoli nu se schimba foarte mult orientarea propriei sale și pe suprafața nu apar compensate cheltuieli legate macroscopice, creând un câmp cu direcție opusă câmpului furnizat din exterior.

Polarizare electronică, mecanism elastic

Acest fenomen apare din dielectricilor nepolari - un alt tip de materiale cu molecule în care nici un moment de dipol, care sub influența câmpurilor exterioare este deformat, astfel încât numai sarcinile pozitive sunt orientate în direcția vectorului câmpului extern, și negativ - în direcții opuse.

Ca rezultat, fiecare moleculă funcționează ca dipol electric, orientate de-a lungul axei câmpului exterior aplicat. În mod similar, pe suprafața exterioară apare un câmp corespunzător, care are o contra-direcție.

Polarizarea unui dielectric nepolar

Pentru aceste substanțe, modificarea moleculelor și polarizarea ulterioară a efectului câmpului din exterior nu depinde de deplasarea lor sub influența temperaturii. În rolul unui dielectric nepolar, poate fi utilizat metanul CH4. Cifrele câmpului intern în ambele dielectrici mai mare întâi se va schimba în mod proporțional cu schimbările din domeniul extern, și după efectele de saturație apar de tip neliniar. Ele apar atunci când fiecare dipoli moleculare sunt aliniate de-a lungul liniilor de câmp în apropierea dielectricilor polari sau a modificărilor apărute substanțe nepolare cauzate de deformare puternică a atomilor și moleculelor dintr-o mare cantitate de energie aplicată din exterior. În cazuri practice, acest lucru se întâmplă foarte rar.

Permeabilitatea dielectrică

Printre materialele izolatoare, un rol serios îl joacă parametrii electrici și caracteristici precum permeabilitatea dielectrică. Ambele sunt judecate pe două caracteristici diferite:

• valoare absolută;
• indicator relativ.

Prin termenul de permitivitate dielectrică absolută, materia este înțeleasă ca o inversare a notării matematice a legii lui Coulomb. Cu ajutorul său, cuplarea vectorului de inducție și tensiune este descrisă sub forma unui coeficient.