Dielektrická priepustnosť

Úroveň polarizovateľnosti látky sa vyznačuje špeciálnou hodnotou, ktorá sa nazýva permitivita. Zvážte, aká je táto hodnota.

Predpokladajme, že intenzita homogénneho poľa medzi dvoma nabitými platňami vo vákuu sa rovná E . Teraz vyplňte medzeru medzi nimi pomocou akéhokoľvek dielektrika. Elektrické náboje, ktoré sa objavujú na rozhraní medzi dielektrikom a vodičom kvôli jeho polarizácii, čiastočne neutralizujú vplyv nábojov na dosky. Intenzita E tohto poľa bude menšia ako intenzita E.

Skúsenosť ukazuje, že keď je medzera medzi platňami postupne naplnená rovnakou dielektrikou, intenzita poľa bude iná. Z tohto dôvodu je možné určiť hodnotu pomeru sily elektrického poľa medzi doskami v neprítomnosti izolátora E a za prítomnosti izolátora E, jeho polarizovateľnosť, t.j. Jeho dielektrická konštanta. Táto hodnota je zvyčajne označovaná gréckym písmenom ԑ (epsilon). Preto môžeme napísať:

Ԑ = Eo / E.

Dielektrická konštanta ukazuje, koľkokrát intenzita poľa týchto nábojov v dielektriku (homogénnej) bude nižšia ako vo vákuu.

Zníženie interakčnej sily medzi nábojmi je spôsobené procesmi polarizácie média. V elektrickom poli sa elektróny v atómoch a molekulách znižujú s ohľadom na ióny a vzniká dipólový moment. tj Tie molekuly, ktoré majú svoj vlastný dipólový moment (najmä molekuly vody) sú orientované v elektrickom poli. Tieto momenty vytvárajú vlastné elektrické pole, ktoré sú proti poli, ktoré spôsobili ich vzhľad. V dôsledku toho sa celkové elektrické pole znižuje. V malých poliach tento fenomén opisuje koncept dielektrickej permitivity.

Nižšie je dielektrická konštanta vo vákuu rôznych látok:

Vzduch ......................................... .... 1 0006

Parafínovanie .............................. .... 2

Plexisklo (plexisklo) ...... 3-4

Ebonit ................................. .. ... 4

Porcelán ................................. .... 7

Sklo ................................................................. .4-7

Sľuda ................................. ... .4-5

Prírodný hodváb ............ 4-5

Bridlica .............................. 6-7

Amber .............................. ... ...... 12.8

Voda .................................... ... .81

Tieto hodnoty dielektrickej permitivity látok sa vzťahujú na teplotu okolia v rozmedzí 18 až 20 ° C. Dielektrická konštanta tuhých látok sa teda bezvýznamne mení s teplotou, s výnimkou feroelektrických látok.

Naopak, klesá s plynom v dôsledku zvýšenia teploty a zvyšuje sa v súvislosti so zvýšením tlaku. V praxi sa dielektrická konštanta vzduchu považuje za jednotu.

Nečistoty v malých množstvách majú malý vplyv na úroveň dielektrickej permitivity kvapalín.

Ak sú v dielektriku umiestnené dve ľubovoľné bodové náboje, intenzita poľa vytvorená každým z týchto nábojov v bode nájdenia iného náboja sa znižuje o faktor ԑ. Z toho vyplýva, že sily, s ktorými tieto náboje navzájom spolupracujú, sú tiež ԑ krát menšie. Preto je Coulombov zákon o nábojoch umiestnených v dielektriku vyjadrený vzorcom:

F = (q1q2) / (ԑₐr2).

V systéme SI :

F = (q1q2) / (4πԑₐr²),

Kde F je silou interakcie, q1 a q2 sú náboje, ԑ je absolútna permitivita média a r je vzdialenosť medzi bodovými nábojmi.

Hodnota ԑ môže byť číselne zobrazená v relatívnych jednotkách (s ohľadom na absolútnu dielektrickú permitivitu vákua ԑo). Množstvo ԑ = ԑₐ / ԑo sa nazýva relatívna permitivita. Odhaľuje, koľkokrát je interakcia medzi nábojmi v nekonečnom homogénnom médiu slabšia než vo vákuu; Ԑ = ԑₐ / ԑ is sa často nazýva komplexná dielektrická konštanta. Číselná hodnota ԑo, ako aj jeho rozmernosť závisia od toho, ktorý systém jednotiek je zvolený; A hodnota ԑ nezávisí. Preto v systéme CASEC ԑ = 1 (toto je štvrtá základná jednotka); V systéme SI je dielektrická konštanta vákua vyjadrená:

Ԑo = 1 / (4π˖9˖109) Farad / meter = 8.85˖10-1¹² p / m (v tomto systéme ԑo je hodnota derivátu).