Der Grad der Polarisierbarkeit einer Substanz ist durch eine spezielle Größe gekennzeichnet, die als Dielektrizitätskonstante bezeichnet wird. Überlegen Sie, was dieser Wert ist.
Angenommen, die homogene Feldstärkezwischen zwei geladenen Platten in einer Lücke ist gleich Е₀. Füllen Sie nun die Lücke zwischen ihnen mit einem Dielektrikum. Die elektrischen Ladungen, die an der Grenze zwischen dem Dielektrikum und dem Leiter aufgrund seiner Polarisation auftreten, neutralisieren teilweise die Wirkung von Ladungen auf die Platten. Die Feldstärke E dieses Feldes wird kleiner als die Feldstärke E & sub0 ;.
Erfahrung entdeckt das, wennFüllt man die Lücke zwischen den Platten mit gleichen Dielektrika, fallen die Feldstärken unterschiedlich aus. Daher können wir, wenn wir die Größe des Verhältnisses der elektrischen Feldstärke zwischen den Platten in Abwesenheit des Dielektrikums E & sub0; und in Gegenwart des Dielektrikums E kennen, dessen Polarisierbarkeit bestimmen, d.h. seine Dielektrizitätskonstante. Dieser Wert wird normalerweise mit dem griechischen Buchstaben ԑ (epsilon) angegeben. Deshalb können Sie schreiben:
ԑ = E₀ / E.
Die Dielektrizitätskonstante zeigt, wie oft die Feldstärke dieser Ladungen in einem Dielektrikum (gleichmäßig) geringer ist als im Vakuum.
Verringerung der Wechselwirkungskraft zwischen Ladungenverursacht durch Polarisationsprozesse des Mediums. In einem elektrischen Feld nehmen Elektronen in Atomen und Molekülen in Bezug auf Ionen ab, und es entsteht ein Dipolmoment. Das heißt Diese Moleküle, die ein eigenes Dipolmoment haben (insbesondere Wassermoleküle), sind in einem elektrischen Feld ausgerichtet. Diese Momente erzeugen ihr eigenes elektrisches Feld und wirken dem Feld entgegen, das ihr Aussehen verursacht hat. Infolgedessen nimmt das gesamte elektrische Feld ab. In kleinen Feldern wird dieses Phänomen unter Verwendung des Konzepts der Dielektrizitätskonstante beschrieben.
Nachfolgend finden Sie die Dielektrizitätskonstante im Vakuum verschiedener Substanzen:
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
Bernstein ……………………… ... …… 12.8
Wasser ......................................... .81
Dielektrizitätskonstante DatenSubstanzen beziehen sich auf Umgebungstemperaturen im Bereich von 18-20 ° C. Somit ändert sich die Dielektrizitätskonstante von Festkörpern mit Ausnahme von Ferroelektrika geringfügig mit der Temperatur.
Im Gegensatz dazu nimmt es in Gasen aufgrund eines Temperaturanstiegs ab und aufgrund eines Druckanstiegs zu. In der Praxis wird die Dielektrizitätskonstante von Luft als Einheit genommen.
Verunreinigungen in geringen Mengen haben nur geringen Einfluss auf die Dielektrizitätskonstante von Flüssigkeiten.
Wenn zwei beliebige Punktladungen eingegeben werdenDielektrikum, dann nimmt die von jeder dieser Ladungen am Ort der anderen Ladung erzeugte Feldstärke ԑ-mal ab. Daraus folgt, dass die Kraft, mit der diese Ladungen miteinander wechselwirken, auch ԑ mal geringer ist. Daher wird das Coulomb-Gesetz für Ladungen in einem Dielektrikum durch die Formel ausgedrückt:
F = (q₁q₂) / (ԑₐr²).
im SI-System:
F = (q₁q₂) / (4πԑₐr²),
wobei F - die Wechselwirkungskraft ist, q₁ und q₂, - die Größe der Ladungen, ԑ - die absolute Dielektrizitätskonstante des Mediums ist, g - der Abstand zwischen den Punktladungen.
Значение ԑ численно можно показать в relative Einheiten (in Bezug auf den Absolutwert der Vakuumdielektrizitätskonstante ԑ₀). Der Wert ԑ = ԑₐ / ԑ₀ wird relative Permittivität genannt. 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 Permittivität bezeichnet. Der numerische Wert von величины sowie seine Dimension hängen davon ab, welches Einheitensystem ausgewählt wird; und der Wert ԑ ist unabhängig. Also, im System von SSES ԑ₀ = 1 (diese vierte Grundeinheit); im SI-System wird die Dielektrizitätskonstante des Vakuums ausgedrückt:
ԑ₀ = 1 / (4π˖9˖10˖) Farad / Meter = 8,85˖10˖¹² f / m (in diesem System ist ԑ₀ eine abgeleitete Größe).
