Диелектрична пропускливост

Нивото на поляризация на дадено вещество се характеризира със специална стойност, която се нарича проницаемост. Помислете какво представлява тази стойност.

Нека приемем, че интензитетът на хомогенното поле между две заредени плочи във вакуум е равен на E . Сега попълнете празнината между тях с всеки диелектрик. Електрическите заряди, които се появяват на границата между диелектрика и проводника поради поляризацията му, частично неутрализират ефекта на зареждането върху плочите. Интензитетът Е на това поле ще бъде по-малък от интензитета Е.

Опитът показва, че когато разликата между пластините е последователно запълнена с еднакви диелектрици, силата на полето ще бъде различна. Следователно, знаейки стойността на съотношението на якостта на електрическото поле между плочите в отсъствието на изолатор Е и в присъствието на изолатор Е, може да се определи неговата поляризация, т.е. Нейната диелектрична константа. Тази стойност обикновено се обозначава с гръцкото писмо ԑ (epsilon). Ето защо можем да напишем:

Ԑ = Ео / Е.

Диелектричната константа показва колко пъти напрежението в полето на тези заряди в диелектрик (хомогенен) ще бъде по-малко, отколкото във вакуум.

Намаляването на силата на взаимодействие между зарядите се дължи на процесите на поляризация на средата. В електрическото поле електроните в атомите и молекулите намаляват по отношение на йоните и възниква диполен момент. Т.е. Тези молекули, които имат свой собствен диполен момент (по-специално водни молекули), са ориентирани в електрическо поле. Тези моменти създават свое собствено електрическо поле, което се противопоставя на полето, което предизвиква появата им. В резултат на това общото електрическо поле намалява. В малките полета това явление е описано от концепцията за диелектрична проницаемост.

По-долу е диелектричната константа във вакуум на различни вещества:

Въздух ......................................... .... 1,0006

Парафининг .............................. .... 2

Плексиглас (плексиглас) ...... 3-4

Ебонит ................................. .. ... 4

Порцелан ................................. .... 7

Стъкло ................................................................. .4-7

Слюда ................................. ... .4-5

Естествена коприна ............ 4-5

Ширина .............................. 6-7

Амбър .............................. ... ...... 12.8

Вода .................................... ... .81

Тези стойности на диелектричната проницаемост на веществата се отнасят до температура на околната среда в диапазона 18-20 ° С. По този начин, диелектричната константа на твърдите вещества варира незначително от температурата, с изключение на фероелектриците.

Напротив, тя намалява с газове, дължащи се на повишаването на температурата и нараства във връзка с увеличаването на налягането. На практика диелектричната константа на въздуха се приема като единство.

Примесите в малки количества оказват малко влияние върху нивото на диелектрична проницаемост на течностите.

Ако в диелектрик се поставят две произволни точкови заряди, тогава силата на полето, създадена от всеки един от тези заряди в точката на намиране на друг заряд, намалява с коефициент ԑ. От това следва, че силата, с която тези такси взаимодействат една с друга, също е ԑ пъти по-малка. Следователно , законът Coulomb за таксите, поставени в диелектрик, се изразява чрез формулата:

F = (q1q2) / (ԑₐr2).

В системата SI :

F = (qqq) / (4πԑₐr²),

Където F е силата на взаимодействие, q1 и q2 са зарядите, ԑ е абсолютната проницаемост на средата и r е разстоянието между точковите заряди.

Стойността на ԑ може да бъде показана цифрово в относителни единици (по отношение на абсолютната диелектрична проницаемост на вакуума ԑо). Количеството ԑ = ԑₐ / ԑо се нарича относителна проницаемост. Той разкрива колко пъти взаимодействието между зарядите в безкрайна хомогенна среда е по-слабо, отколкото във вакуум; Ԑ = ԑₐ / ԑо често се нарича сложна диелектрична константа. Цифровата стойност на ԑо, както и неговата размерност, зависят от това коя система от единици е избрана; И стойността на ԑ не зависи от това. По този начин, в системата CASEC, ԑо = 1 (това е четвъртата основна единица); В системата SI, диелектричната константа на вакуума се изразява чрез:

Ԑо = 1 / (4π˖9˖109) Farad / meter = 8.85˖10-² p / m (в тази система ԑо е деривативна стойност).