Dielektrická propustnost

Úroveň polarizovatelnosti látky je charakterizována speciální hodnotou, která se nazývá dielektrická propustnost. Zvažte, jaká je tato hodnota.

Předpokládejme, že intenzita homogenního pole mezi dvěma nabitými deskami ve vakuu se rovná Eo. Nyní vyplňte mezeru mezi nimi pomocí nějakého dielektrika. Elektrické náboje, které se objevují na hranici mezi dielektrikem a vodičem kvůli jeho polarizaci, částečně neutralizují účinek nábojů na deskách. Intenzita E tohoto pole bude menší než intenzita E.

Zkušenost ukazuje, že když je mezera mezi deskami následně vyplněna stejným dielektrikem, síly pole budou jiné. Zjišťování hodnoty poměru pevnosti elektrického pole mezi deskami v nepřítomnosti izolátoru E a za přítomnosti izolátoru E může být tedy zjištěno jeho polarizovatelnosti, tj. jeho permeabilita dielektrika. Tato hodnota je obvykle označena řeckým písmenem ԑ (epsilon). Proto můžeme psát:

ԑ = Eo / E.

Dielektrická konstanta ukazuje kolikrát intenzita pole těchto nábojů v dielektriku (homogenní) bude menší než ve vakuu.

Snížení interakční síly mezi náboji je způsobeno procesy polarizace média. V elektrickém poli se elektrony v atomech a molekulách snižují s ohledem na ionty a dipólový moment. Tedy. ty molekuly, které mají svůj vlastní dipólový moment (zejména molekuly vody), jsou orientovány v elektrickém poli. Tyto okamžiky vytvářejí své vlastní elektrické pole a působí proti pole, které způsobilo jejich vzhled. V důsledku toho klesá celkové elektrické pole. V malých polích tento fenomén popisuje koncept dielektrické permitivity.

Níže je dielektrická konstanta ve vakuu různých látek:

Air Hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip

Paraphinhellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-2

Plexisklo (plexisklo) hellip-hellip-3-4

Eliptikum-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-4

Farforhellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-7

Glasshellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip.

Micahellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-.4-5

Přírodní hedvábí ............ 4-5

Břidlice .............................. 6-7

Hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-12,8

Hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip-hellip

Tyto hodnoty dielektrické permitivity látek se vztahují k okolní teplotě v rozmezí 18-20 ° C. Dielektrická konstanta pevných látek se tedy nepatrně mění s teplotou, s výjimkou feroelektriky.

Naopak, s plyny se snižuje kvůli zvýšení teploty a zvyšuje se ve spojení s nárůstem tlaku. V praxi vzduchová permitivita je považován za jeden.

Nečistoty v malých množstvích mají malý vliv na úroveň dielektrické permitivity kapalin.

Pokud jsou v dielektriku umístěny dva libovolné bodové náboje, intenzita pole vytvořená každým z těchto nábojů v místě nalezení dalšího náboje se snižuje o faktor ԑ. Z toho vyplývá, že síla, se kterou tyto náboje interagují, je také ԑ krát menší. Proto, Coulombův zákon pro náboje umístěné v dielektriku je vyjádřena vzorcem:

F = (q1q2) / (ԑₐr2).

v SI systém:

F = (q1q2) / (4pi-ԑₐr²),

kde F je síla interakce, q1 a q2 jsou náboje, ԑ je absolutní permitivita média a r je vzdálenost mezi bodovými náboji.

Hodnota ԑ může být číselně zobrazena v relativních jednotkách (s ohledem na absolutní dielektrickou permitivitu vakua ԑo). Množství ԑ = ԑₐ / ԑo se nazývá relativní permitivita. To ukazuje, kolikrát interakci mezi poplatků v nekonečném homogenním prostředí slabší než vakuume- ԑ = ԑₐ / ԑ₀ často nazýván komplexní dielektrické konstanty. Číselná hodnota ԑo, stejně jako její rozměr, závisí na tom, který systém jednotek je zvolen a hodnota ԑ nezávisí. Takže v systému CGE ԑo = 1 (tato čtvrtá základní jednotka) - v systému SI je dielektrická konstanta vakua vyjádřena jako:

ԑ₀ = 1 / (4Pi-˖9˖10⁹) Farad / m = 8,85˖10⁻sup1-² f / m (v tomto systému je ԑ₀ hodnotou derivace).