De vuelta en la escuela, profesora de físicaHablando de fenómenos eléctricos, explicó cuál es la constante dieléctrica de un medio. En el futuro, si la profesión principal no está relacionada con la ingeniería eléctrica, el tema fue olvidado con seguridad. En este artículo, recordamos lo que hay detrás de esta definición.
Por lo general, para explicar el término "dieléctricopermeabilidad media ”es habitual considerar un ejemplo con un condensador cuyas placas son planas. Imagine un condensador simple en el vacío. Determinamos el valor de la carga eléctrica:
Qv = (U * S * Ev) / d,
donde d es la distancia entre las placas, U esvoltaje, área de placa S, Ev - dieléctrico. constante Este último es un valor de referencia, es la constante dieléctrica de un medio sin aire (vacío) y es 8.85 * 10 en el grado de -12 Farad por metro.
Pero en los condensadores del medio de la placa divisoriano solo puede actuar el vacío, sino también cualquier otro material dieléctrico. Obviamente, en este caso, la constante dieléctrica del medio es diferente de "Ev" y, por lo tanto, la carga cambia. Si el condensador está conectado a la fuente de fem, entonces el valor de la carga en las placas es igual a Qz. La constante dieléctrica del material es la relación de la carga de las placas del condensador conectado Qz a la carga en el caso de vacío Qv, es decir.
E = Qz / Qv.
Obviamente, no hay dimensión. Un condensador alimentado consume energía adicional de la fuente.
De hecho, esto es dieléctrico relativopermeabilidad del medio. Muestra cuántas veces la intensidad de la interacción de las cargas separadas por un dieléctrico disminuye en comparación con las placas en el vacío. También puede decir que esta es una de las características del material.
Si, tras la acumulación de carga en las placas, el suministro de energía cesa, se produce otro fenómeno. El voltaje disminuye y, como resultado, el campo eléctrico disminuye. Por qué
Cualquier material consiste en átomos con rotaciónalrededor del núcleo por electrones. Cuando aparece un campo eléctrico, los portadores de carga se dispersan en cada molécula de acuerdo con la polaridad de la acción externa, las llamadas formas de polarización, que forman un dipolo. Esta es su forma electrónica. El material en sí puede consistir en moléculas polares y no polares. En el primer caso, la molécula está orientada de acuerdo con el campo (voltaje), y dado que los dipolos están orientados a sí mismos, la permitividad relativa es bastante alta. El valor de su permeabilidad a menudo supera las 100 unidades. En el segundo caso (moléculas no polares), aunque debido a la acción del campo, se forman dipolos, parte de la energía se gasta en mantener su configuración espacial, por lo tanto, la permeabilidad es insignificante y rara vez supera las 5 unidades. Cabe señalar que una sustancia gaseosa siempre tiene un índice de permeabilidad bajo debido al pequeño número de moléculas por unidad de volumen, además, independientemente de su estructura natural.
Para el dieléctrico más comúnLos datos de permeabilidad se dan en las tablas correspondientes, por lo que al realizar cálculos no hay dificultad para determinar el valor deseado. Curiosamente, el aire tiene una permeabilidad de 1 unidad. Esto explica por qué se usan varias capas dieléctricas adicionales en los condensadores: cerámica, mica, parafina, etc. Todos estos materiales, que tienen una mayor permeabilidad, aumentan el valor de la carga acumulada en las placas. En otras palabras, la capacidad se puede ajustar no solo por la disposición de las placas, sino también por el material que las separa. Los campeones entre las sustancias con alta permeabilidad son las cerámicas (alrededor de 80) y el agua purificada a partir de impurezas (al menos 81).
