Jaká je dielektrická konstanta média

Zpátky ve škole ve výuce fyziky, učitel, o kterém mluví elektrické jevy, vysvětlil, co je dielektrická permitivita média. V budoucnu, pokud hlavní povolání není spojeno s elektrotechnikou, bylo téma bezpečně zapomenuto. V tomto článku si budeme vzpomínat na to, co je za touto definicí.

Obvykle pro vysvětlení pojmu "dielektrická permitivita média" je obvyklé zvážit příklad s kondenzátorem, jehož desky jsou ploché. Jako nejjednodušší kondenzátor zastupujeme ve vakuu. Definujte hodnotu elektrický náboj:

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

kde d je vzdálenost mezi deskami, U je napětí, S je plocha desky a Ev je dielektrikum. konstantní. Ta druhá je referenční hodnota, představuje dielektrickou konstantu média bez vzduchu (vakuum) a je rovna 8,85 x 10 při výkonu -12 Faradů na metr.

Ale v kondenzátorech oddělovací desky může médium působit nejen jako vakuum, ale i jakýkoli jiný dielektrický materiál. Je zřejmé, že v tomto případě dielektrická konstanta média se liší od "Ev", a proto se náboj mění. Pokud je kondenzátor připojen k zdroji EMF, náboj na deskách se stává Qz. Dielektrická konstanta materiálu je poměr náboje desek připojeného kondenzátoru Qz k náboji v případě vakua Qv, tj.

E = Qz / Qv.

Je zřejmé, že neexistuje žádný rozměr. Napájený kondenzátor spotřebovává dodatečnou energii ze zdroje.

Ve skutečnosti je to relativní permitivita média. Ukazuje, kolikrát intenzita interakce mezi náboji oddělenými dielektrikem klesá ve srovnání s deskami ve vakuu. Dá se také říci, že je to jedna z vlastností materiálu.

Pokud se však akumulátor na desce akumuluje, přívod energie se zastaví, dojde k dalšímu jevu. Napětí se snižuje a v důsledku toho klesá intenzita elektrického pole. Proč?

Každý materiál se skládá z atomů s elektrony, které se otáčejí kolem jádra. Když se objeví elektrické pole, nosiče náboje jsou rozptýleny v každé molekule podle polarity vnějšího působení - existuje tzv. Polarizace tvořící dipól. To je jeho elektronická podoba. Samotný materiál může obsahovat jak polární, tak nepolární molekuly. V prvním případě je molekula orientována podle pole (napětí) a vzhledem k tomu, že dipóly se orientují, relativní permitivita je poměrně vysoká. Hodnota jejich propustnosti často přesahuje 100 jednotek. Ve druhém případě (nepolární molekuly), ačkoli dipólové pole je vytvořeno kvůli působení dipólového pole, část energie je vynaložena na udržení jejich prostorové konfigurace, proto permeabilita je nevýznamná a zřídka přesahuje 5 jednotek. Je třeba poznamenat, že plynná látka má vždy nízký index permeability kvůli malému počtu molekul na jednotku objemu, bez ohledu na jejich přirozenou strukturu.

Pro nejběžnější dielektrické materiály údaje o permeabilitě jsou uvedeny v odpovídajících tabulkách, proto při provádění výpočtů neexistuje žádná potíž při určování požadované hodnoty. Je zajímavé, že vzduch má propustnost 1 jednotky. To vysvětluje, proč se v kondenzátorech používají různé další dielektrické vrstvy - keramika, slída, parafin atd. Všechny tyto materiály, které mají vyšší propustnost, zvyšují hodnotu náboje nahromaděné na deskách. Jinými slovy, kapacita může být upravena nejen tím, jak jsou uspořádány desky, ale také tím, že je odděluje materiál. Šampiony mezi látkami s vysokou propustností jsou keramika (asi 80) a čistí se z nečistot vodou (nejméně 81).