Dielektrische Durchlässigkeit
Der Grad der Polarisierbarkeit einer Substanz wird durch einen speziellen Wert gekennzeichnet, der als Dielektrizitätskonstante bezeichnet wird. Überlegen Sie, was dieser Wert ist.
Angenommen, die Stärke eines einheitlichen Feldeszwischen zwei geladenen Platten im Vakuum liegt E₀. Füllen Sie nun die Lücke zwischen ihnen mit einem beliebigen Dielektrikum. Die elektrischen Ladungen, die aufgrund ihrer Polarisation an der Grenzfläche zwischen dem Dielektrikum und dem Leiter auftreten, neutralisieren die Auswirkungen der Ladungen auf die Platten teilweise. Die Intensität E dieses Feldes wird geringer als die Intensität Е₀.
Erfahrung entdeckt das mit konsistentWenn die Lücke zwischen den Platten mit gleichen Dielektrika gefüllt wird, sind die Feldstärken unterschiedlich. Wenn man die Größe des elektrischen Feldstärkeverhältnisses zwischen den Platten in Abwesenheit des Dielektrikums und in Gegenwart des Dielektrikums E kennt, kann man daher seine Polarisierbarkeit bestimmen, d.h. seine Dielektrizitätskonstante. Dieser Wert wird normalerweise mit dem griechischen Buchstaben ԑ (Epsilon) bezeichnet. Daher können Sie schreiben:
= Е₀ / Е.
Die Dielektrizitätskonstante zeigt, wie oft die Feldstärke dieser Ladungen in einem Dielektrikum (gleichförmig) geringer ist als im Vakuum.
Verminderte Wechselwirkung zwischen Ladungenverursacht durch die Prozesse der Polarisierung der Umwelt. In einem elektrischen Feld nehmen Elektronen in Atomen und Molekülen in Bezug auf Ionen ab und es entsteht ein Dipolmoment. Ie die Moleküle, die ein eigenes Dipolmoment haben (insbesondere Wassermoleküle), sind in einem elektrischen Feld ausgerichtet. Diese Momente erzeugen ein eigenes elektrisches Feld, das sich dem Feld widersetzt, das sie verursacht hat. Infolgedessen nimmt das gesamte elektrische Feld ab. In kleinen Feldern wird dieses Phänomen anhand des Konzepts der Dielektrizitätskonstante beschrieben.
Nachfolgend die Dielektrizitätskonstante verschiedener Substanzen im Vakuum:
Luft ………………………… .... 1.0006
Paraffin ……………………… .... 2
Plexiglas (Plexiglas) …… 3-4
Ebonit ……………………………… ..… 4
Porzellan ……………………………. 7
Glas ……………………… .. …… .4-7
Glimmer ………………………… ..… .4-5
Naturseide .......... 4-5
Schiefer .............................. 6-7
Yantar ……………………… ...…… 12.8
Wasser …………………………… ... ... .81
Diese Werte der DielektrizitätskonstanteSubstanzen gehören zu Umgebungstemperaturen im Bereich von 18 bis 20 ° C. Daher variiert die Dielektrizitätskonstante von Feststoffen mit Ausnahme der Ferroelektrika geringfügig mit der Temperatur.
Im Gegensatz dazu nimmt es bei Gasen aufgrund eines Temperaturanstiegs ab und steigt aufgrund eines Druckanstiegs an. In der Praxis wird die Dielektrizitätskonstante von Luft als Einheit genommen.
Verunreinigungen in kleinen Mengen haben einen geringen Einfluss auf die Dielektrizitätskonstante von Flüssigkeiten.
Wenn zwei willkürliche Punktgebühren eingelegt werdenDielektrikum, dann sinkt die durch jede dieser Ladungen an der Stelle der anderen Ladung erzeugte Feldstärke um das by-fache. Daraus folgt, dass die Kraft, mit der diese Ladungen miteinander interagieren, auch um das ԑ-fache geringer ist. Daher wird das Coulomb-Gesetz für Ladungen in einem Dielektrikum durch die Formel ausgedrückt:
F = (q & sub1; q & sub2;) / (ԑₐr²).
im SI-System:
F = (q₁q₂) / (4πԑₐr²),
worin F die Wechselwirkungskraft ist, q₁ und q₂ die Ladungen sind, ԑ die absolute Dielektrizitätskonstante des Mediums ist und r der Abstand zwischen Punktladungen ist.
Der Wert ԑ kann numerisch in angezeigt werdenrelative Einheiten (relativ zur absoluten Dielektrizitätskonstante des Vakuums). Die Größe ԑ = ԑₐ / ԑ₀ wird als relative Dielektrizitätskonstante bezeichnet. Es zeigt, wie oft die Wechselwirkung zwischen Ladungen in einem unendlichen homogenen Medium schwächer ist als im Vakuum; ԑ = ԑₐ / ԑ₀ wird oft als komplexe Dielektrizitätskonstante bezeichnet. Der numerische Wert der Menge sowie ihre Dimension hängen davon ab, welches Einheitensystem gewählt wird. und der Wert von independent ist unabhängig. Im CGSE-System gilt also ԑ₀ = 1 (dies ist die vierte Basiseinheit); Im SI-System wird die Dielektrizitätskonstante eines Vakuums ausgedrückt:
ԑ₀ = 1 / (4π˖9˖10⁹) Farad / Meter = 8,85˖10⁻² f / m (in diesem System ist der Wert abgeleitet).
