في المدرسة ، هناك مدرس في دروس الفيزياء ،يتحدث عن الظواهر الكهربائية ، وأوضح ما هو ثابت العزل الكهربائي للوسط. في المستقبل ، إذا لم تكن المهنة الرئيسية مرتبطة بالهندسة الكهربائية ، فقد نسي الموضوع بأمان. في هذه الورقة ، نتذكر ما يكمن وراء هذا التعريف.
عادة لشرح المصطلح "عازلنفاذية الوسط "من المعتاد النظر إلى مثال مع مكثف تكون لوحاته مسطحة. تخيل أبسط مكثف في فراغ. تحديد قيمة الشحنة الكهربائية:
Qv = (U * S * Ev) / d ،
حيث d هي المسافة بين اللوحات ، U -الجهد ، S هو منطقة لوحة ، Ev هو عازل. ثابت. هذا الأخير هو القيمة المرجعية ، وهو ثابت العزل الكهربائي للوسط دون هواء (فراغ) ويساوي 8.85 * 10 إلى قوة -12 فاراد لكل متر.
ولكن في المكثفات من وسط لوحة الفصلليس فقط الفراغ ، ولكن أيضا أي مواد عازلة أخرى يمكن أن تعمل. من الواضح ، في هذه الحالة ، يختلف ثابت العزل للوسيط عن "EV" ، وبالتالي تتغير الشحنة. إذا كان المكثف متصلاً بمصدر EMF ، فإن قيمة الشحنة على الألواح تساوي Qz. ثابت العزل الكهربائي للمادة هو نسبة شحن لوحات الصفائح المتصلة Qz إلى الشحنة في حالة الفراغ Qv ، أي
E = Qz / Qv.
من الواضح أن البُعد مفقود. مكثف يعمل بالطاقة يستهلك طاقة إضافية من المصدر.
في الواقع ، هذا هو عازل نسبينفاذية للوسط. وهو يبين عدد المرات التي تكون فيها كثافة تفاعل الرسوم مفصولة بنقصان عازلة بالمقارنة مع الألواح في الفراغ. يمكنك أيضًا أن تقول أن هذه إحدى خصائص المادة.
إذا توقفت إمدادات الطاقة ، على تراكم الرسوم على الألواح ، تحدث ظاهرة أخرى. يقل حجم الجهد ، ونتيجة لذلك ، تقل شدة المجال الكهربائي. لماذا؟
أي مواد تتكون من ذرات مع الدوريةحول النواة بواسطة الإلكترونات. عندما يظهر حقل كهربائي ، يتم توزيع حوامل الشحنة في كل جزيء وفقًا لقطبية التأثير الخارجي - يحدث الاستقطاب المزعوم الذي يحدث ثنائي القطب. هذا هو رأي إلكتروني لها. قد تتكون المادة نفسها من كل من الجزيئات القطبية وغير القطبية. في الحالة الأولى ، يتم توجيه الجزيء وفقًا للحقل (الفولتية) ، وبما أن ثنائيات الأقطاب موجهة ذاتيًا ، يكون ثابت العزل النسبي عاليًا جدًا. غالبًا ما تتجاوز قيمة النفاذية 100 وحدة. في الحالة الثانية (الجزيئات غير القطبية) ، على الرغم من أنه نتيجة لعمل الحقل ، يتم تكوين ثنائيات الأقطاب ، ويتم إنفاق جزء من الطاقة على الحفاظ على التكوين المكاني ، وبالتالي فإن النفاذية غير مهمة ونادرًا ما تتجاوز 5 وحدات. وتجدر الإشارة إلى أن المادة الغازية لديها دائما نسبة منخفضة من النفاذية بسبب العدد الصغير للجزيئات لكل وحدة حجم ، وبغض النظر عن تركيبها الطبيعي.
لمعظم العازلةيتم إعطاء بيانات نفاذية المواد في الجداول ذات الصلة ، لذلك عند إجراء الحسابات لا توجد صعوبة في تحديد القيمة المطلوبة. ومن المثير للاهتمام ، الهواء لديه نفاذية من 1 وحدة. وهذا يفسر سبب استخدام طبقات عازلة إضافية مختلفة - مثل السيراميك والميكا والبارافين وما إلى ذلك - في المكثفات ، وكل هذه المواد ذات النفاذية العالية تزيد من قيمة الشحنة المتراكمة على الصفيحة. وبعبارة أخرى ، يمكن تعديل السعة ليس فقط من خلال طريقة موقع اللوحات ، ولكن أيضًا بواسطة المادة التي تفصل بينها. الأبطال بين المواد ذات النفاذية العالية هي السيراميك (حوالي 80) والماء النقي من الشوائب (على الأقل 81).
