Tính thấm điện môi

Mức độ phân cực của một chất được đặc trưng bởi một giá trị đặc biệt, được gọi là độ permittivity. Hãy xem xét giá trị này là gì.

Giả sử rằng cường độ của một trường đồng nhất giữa hai tấm tích điện trong chân không bằng với E . Bây giờ điền vào khoảng cách giữa chúng với bất kỳ dielectric. Điện tích, xuất hiện trên ranh giới giữa dielectric và dây dẫn do sự phân cực của nó, một phần trung hòa ảnh hưởng của phí trên các tấm. Cường độ E của trường này sẽ nhỏ hơn cường độ E.

Kinh nghiệm cho thấy khi khoảng cách giữa các tấm được lấp đầy với các chất điện môi ngang nhau, cường độ trường sẽ khác nhau. Do đó, biết được giá trị của tỷ số điện trường cường độ giữa các tấm trong trường hợp không có chất cách điện E và trong sự có mặt của một chất cách điện E, khả năng phân cực của nó, tức là, có thể được xác định. Hằng số điện môi của nó. Giá trị này thường được ký hiệu bằng chữ Hy Lạp ԑ (epsilon). Vì vậy, chúng ta có thể viết:

Ԑ = E₀ / E.

Hằng số điện môi cho thấy cường độ trường của các điện tích trong một điện môi (đồng nhất) nhiều lần so với trong chân không.

Việc giảm lực tương tác giữa các phí là do các quá trình phân cực của môi trường. Trong một điện trường, các electron trong các nguyên tử và các phân tử giảm đi đối với các ion, và một moment lưỡng cực phát sinh . Tức là Những phân tử có moment lưỡng cực riêng (đặc biệt là các phân tử nước) được định hướng trong một điện trường. Những khoảnh khắc tạo ra điện trường của riêng mình, chống lại lĩnh vực gây ra sự xuất hiện của họ. Kết quả là tổng điện giảm. Trong các lĩnh vực nhỏ, hiện tượng này được mô tả bởi khái niệm điện môi permittivity.

Dưới đây là hằng số điện môi trong chân không của các chất khác nhau:

Không khí ......................................... .... 1.0006

Paraffinning .............................. .... 2

Plexiglas (plexiglass) ...... 3-4

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

Sứ ................................. .... 7

Kính ................................................................. .4-7

Mica ................................. .4-5

Tơ tự nhiên ............. 4-5

Slate .............................. 6-7

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

Nước .................................... ... .81

Các giá trị điện môi permittivity của chất tham khảo nhiệt độ môi trường xung quanh trong khoảng 18-20 ° C Như vậy, hằng số điện môi của chất rắn thay đổi không đáng kể so với nhiệt độ, ngoại trừ sắt.

Ngược lại, nó giảm với khí do sự gia tăng nhiệt độ và tăng liên quan đến sự gia tăng áp suất. Trong thực tế, hằng số điện môi của không khí được coi như sự thống nhất.

Các tạp chất với số lượng nhỏ có ít ảnh hưởng đến mức độ permittivity điện môi của chất lỏng.

Nếu hai giá trị điểm tùy ý được đặt trong một điện môi, thì cường độ trường được tạo ra bởi mỗi khoản phí này tại thời điểm tìm kiếm phí khác giảm bởi một hệ số của ԑ. Từ điều này nó sau đó lực mà những chi phí này tương tác với nhau cũng nhỏ hơn ԑ. Do đó , luật Coulomb cho các chi phí đặt trong điện môi được biểu diễn bằng công thức:

F = (q₁q₂) / (ԑₐr²).

Trong hệ thống SI :

F = (q₁q₂) / (4πԑₐr²),

Trong đó F là lực tương tác, q₁ và q₂, là các điện tích, ԑ là độ permittivity tuyệt đối của môi trường, và r là khoảng cách giữa các điện tích điểm.

Giá trị của ԑ có thể được biểu diễn bằng số trong các đơn vị liên quan (đối với điện môi tuyệt đối của chân không ԑ₀). Số lượng ԑ = ԑₐ / ԑ₀ được gọi là độ permittivity tương đối. Nó cho thấy bao nhiêu lần sự tương tác giữa các phí trong một môi trường vô hạn vô hạn là yếu hơn trong một chân không; Ԑ = ԑₐ / ԑ₀ thường được gọi là hằng số điện môi phức tạp. Giá trị số của ԑ₀, cũng như chiều kích của nó, phụ thuộc vào hệ thống các đơn vị được chọn; Và giá trị của ԑ không phụ thuộc. Như vậy, trong hệ thống CASEC, ԑ₀ = 1 (đây là đơn vị cơ bản thứ tư); Trong hệ SI, hằng số điện môi của chân không được biểu diễn bởi:

Ԑ₀ = 1 / (4π˖9˖10⁹) Farad / mét = 8.85˖10μ² p / m (trong hệ thống này ԑ₀ là giá trị phái sinh).