Permeabilitatea dielectrică a aerului ca cantitate fizică

După cum știți, aerul din jurul nostru este o combinație de mai multe gaze, deci este un dielectric bun. În particular, datorită acestui fapt, în multe cazuri este posibil să se evite necesitatea de a aranja straturi izolatoare suplimentare de material în jurul conductorului. Astăzi vom vorbi despre cum, ceea ce este un dielectric permeabilitatea aerului. Dar mai întâi, probabil, vom începe cu definiția a ceea ce se înțelege exact prin termenul "dielectric".

Toate substanțele, în funcție de capacitatea de a efectua un curent electric, sunt împărțite condițional în trei mari grupuri: conductori, semiconductori și dielectrice. Primii exercită o rezistență minimă la trecerea directă prin ele a particulelor încărcate. Cel mai mare grup sunt metalele (aluminiu, cupru, fier). Al doilea curent de conduită în anumite condiții (siliciu, germaniu). bine, rezistența electrică al treilea este atât de mare încât curentul nu trece prin ele. Un exemplu viu este aerul.

Ce se întâmplă atunci când o substanță intră în zona de acțiune a unui câmp electric? Pentru conductori, răspunsul este evident - există un curent electric (desigur, în prezența unei buclă închisă care asigură o "cale" pentru particule). Acest lucru se datorează faptului că modul de interacțiune al tarifelor variază. Absolut alte procese apar atunci când câmpul este expus la un material dielectric. Când studiază interacțiunea dintre particule cu încărcătura electrică, sa constatat că forța interacțiunii depinde nu numai de valoarea numerică a încărcăturii, ci și de mediul care le separă. Această caracteristică importantă se numește "permitivitatea dielectrică a materiei". De fapt, este un factor de corecție, deoarece nu are nicio dimensiune. Acesta este definit ca raportul dintre valoarea forței de interacțiune în vid și valoarea în orice mediu. Sensul fizic al termenului "permeabilitate dielectrică" este după cum urmează: această valoare arată gradul de atenuare a câmpului electric printr-un material dielectric în comparație cu vidul. Motivul acestui fenomen constă în faptul că moleculele materialei consumă energia câmpului nu pe conductivitatea particulelor, ci pe polarizare.

Este cunoscut acest lucru dielectric constant aerul este unul. E ceva mai mult sau mai puțin? Să ne dăm seama. Nu este necesar să se calculeze în mod independent valoarea numerică a permeabilității pentru cele mai comune substanțe, deoarece toate aceste date sunt date în tabelele corespunzătoare. De altfel, dintr-un astfel de tabel se ia valoarea aerului egală cu unitatea. Condiția dielectrică a aerului este de aproape opt ori mai mică decât cea a, de exemplu, a getinaxului. Cunoscând acest număr, precum și valoarea încărcărilor și distanța dintre ele, este posibil să se calculeze forța interacțiunii lor, sub condiția separării prin mediul de aer sau prin placa getinax.

Formula forței este următoarea:

F = (Q1 * Q2) / (4 * 3,1416 * E0 * Es * (r * r)),

in care Q1 si Q2 - zaryadov- valori E0 - permitivitate în vid (o constantă egală cu 8,86 grade -12) - Es - permitivitatea aerului ( „1“ sau o valoare a oricărui alt material, tabel) - r - distanța dintre taxele. Toate dimensiunile sunt luate în conformitate cu sistemul SI.

Nu confunda două concepte diferite - "permeabilitatea magnetică a aerului" și permitivitatea sa dielectrică. Magnetic este o altă caracteristică a oricărei substanțe, care este, de asemenea, un coeficient, dar sensul său este diferit - relația câmpuri puternice și valorile inducție magnetică într-o anumită substanță. În formule, se utilizează un indicator de referință - permeabilitatea magnetică pentru vid pur. Atât prima, cât și a doua concepte sunt folosite pentru a efectua calculele diferitelor dispozitive electrice.