Care este constanta dielectrică a mediului

Înapoi în școală în lecții de fizică, un profesor, vorbind despre fenomene electrice, El a explicat, ce este permitivitatea dielectrică a mediului. În viitor, dacă profesia principală nu este legată de ingineria electrică, subiectul a fost uitat în siguranță. În această lucrare, vom aminti ce se află în spatele acestei definiții.

De obicei, pentru a explica termenul "permitivitatea dielectrică a mediului", este obișnuit să luăm în considerare un exemplu cu un condensator a cărui plăci sunt plane. Reprezentăm cel mai simplu condensator într-un vid. Definiți valoarea încărcătura electrică:

Qv = (U * S * Ev) / d,

unde d este distanța dintre plăci, U este tensiunea, S este aria plăcii și Ev este dielectricul. constantă. Acesta din urmă este valoarea de referință, aceasta reprezintă constanta dielectrică a mediului fără aer (vid) și este egală cu 8,85 * 10 la o putere de -12 Farad pe metru.

Dar în condensatoarele plăcii de separare, mediul poate acționa nu numai ca un vid, ci și orice alt material dielectric. Este evident că în acest caz constanta dielectrică a mediului diferă de "Ev" și, prin urmare, încărcarea variază. Dacă condensatorul este conectat la sursa EMF, încărcarea pe plăci devine Qz. Condiția dielectrică a materialului este raportul dintre sarcina plăcilor condensatorului conectat Qz și încărcătura în cazul vidului Qv, adică,

E = Qz / Qv.

Evident, nu există nici o dimensiune. Un condensator alimentat consumă o sursă suplimentară de energie.

De fapt, aceasta este permitivitatea relativă a mediului. Acesta arată de câte ori intensitatea interacțiunii dintre încărcări separate de un dielectric scade în comparație cu plăcile într-un vid. Se poate de asemenea spune că aceasta este una dintre caracteristicile materialului.

Dacă, totuși, când se acumulează încărcătura pe plăci, alimentarea cu energie se oprește, are loc un alt fenomen. Tensiunea scade și, în consecință, scade intensitatea câmpului electric. De ce?

Orice material constă din atomi cu electroni care se rotesc în jurul nucleului. Când apare un câmp electric, purtătorii de sarcină sunt dispersați în fiecare moleculă în funcție de polaritatea acțiunii externe - există o așa-numită polarizare care formează un dipol. Aceasta este forma sa electronică. Materialul în sine poate consta atât din molecule polare, cât și din cele nepolare. În primul caz, molecula este orientată în funcție de câmp (tensiune), iar din moment ce dipolii se auto-orientează, permitivitatea relativă este destul de ridicată. Valoarea permeabilității lor depășește adesea 100 de unități. În al doilea caz (molecule nepolare), deși datorită câmpului de acțiune și dipolii sunt formate, o parte din energia cheltuite pentru a menține configurația lor spațială, permeabilitatea totuși nesemnificativă și rareori depășește 5 unități. Trebuie remarcat faptul că substanța gazoasă are întotdeauna un indice de permeabilitate scăzut datorită numărului mic de molecule pe unitatea de volum, indiferent de structura lor naturală.

Pentru cele mai comune materiale dielectrice datele de permeabilitate sunt date în tabelele corespunzătoare, prin urmare, atunci când se efectuează calculele, nu există dificultăți în determinarea valorii dorite. Este interesant faptul că aerul are o permeabilitate de 1 unitate. Acest lucru explică de ce în condensatoarele folosesc diferite strat dielectric suplimentar -. Ceramică, mică, parafină, etc. Toate aceste materiale, având o permeabilitate mai mare, crește valoarea taxei acumulate pe plăcile. Cu alte cuvinte, capacitatea poate fi ajustată nu numai de felul în care sunt așezate plăcile, ci și de materialul care le separă. Campionii printre substanțele cu permeabilitate ridicată sunt ceramica (aproximativ 80) și purificată din impurități apă (nu mai puțin de 81).