De retour à l'école, un professeur de physiqueParlant des phénomènes électriques, il a expliqué ce qu'est la constante diélectrique d'un milieu. À l'avenir, si la profession principale n'est pas liée à l'électrotechnique, le sujet a été oublié en toute sécurité. Dans cet article, nous rappelons ce qui se cache derrière cette définition.
Généralement pour expliquer le terme "diélectriqueperméabilité moyenne »il est habituel de considérer un exemple avec un condensateur dont les plaques sont plates. Imaginez le condensateur le plus simple sous vide. Nous déterminons la valeur de la charge électrique:
Qv = (U * S * Ev) / d,
où d est la distance entre les plaques, U esttension, surface de la plaque S, Ev - diélectrique. constant. Cette dernière est une valeur de référence, c'est la constante diélectrique d'un milieu sans air (vide) et est de 8,85 * 10 au degré de -12 Farad par mètre.
Mais dans les condensateurs du milieu de la plaque de divisionnon seulement le vide peut agir, mais aussi tout autre matériau diélectrique. Evidemment, dans ce cas, la constante diélectrique du milieu diffère de "Ev", et donc la charge change. Si le condensateur est connecté à la source emf, alors la valeur de la charge sur les plaques devient égale à Qz. La constante diélectrique du matériau est le rapport de la charge des plaques du condensateur connecté Qz à la charge dans le cas du vide Qv, c'est-à-dire
E = Qz / Qv.
Évidemment, il n'y a pas de dimension. Un condensateur alimenté consomme de l'énergie supplémentaire de la source.
En fait, c'est un diélectrique relatifperméabilité du milieu. Il montre combien de fois l'intensité de l'interaction des charges séparées par un diélectrique diminue par rapport aux plaques sous vide. Vous pouvez également dire que c'est l'une des caractéristiques du matériau.
Si, lors de l'accumulation de charge sur les plaques, l'apport d'énergie cesse, un autre phénomène se produit. La tension diminue et, par conséquent, le champ électrique diminue. Pourquoi?
Tout matériau est constitué d'atomes avec rotationautour du noyau par des électrons. Lorsqu'un champ électrique apparaît, les porteurs de charges sont dispersés dans chaque molécule en fonction de la polarité de l'action extérieure - les formes dites de polarisation, qui forment un dipôle. Ceci est son formulaire électronique. Le matériau lui-même peut être composé de molécules polaires et non polaires. Dans le premier cas, la molécule est orientée en fonction du champ (tension), et comme les dipôles sont auto-orientés, la permittivité relative est assez élevée. La valeur de leur perméabilité dépasse souvent 100 unités. Dans le second cas (molécules non polaires), bien qu'en raison de l'action du champ, des dipôles se forment, une partie de l'énergie est dépensée pour maintenir leur configuration spatiale, donc la perméabilité est insignifiante et dépasse rarement 5 unités. Il convient de noter qu'une substance gazeuse a toujours un faible indice de perméabilité en raison du petit nombre de molécules par unité de volume, d'ailleurs, quelle que soit leur structure naturelle.
Pour le diélectrique le plus courantles données de perméabilité sont données dans les tableaux correspondants, par conséquent, lors des calculs, il n'est pas difficile de déterminer la valeur souhaitée. Fait intéressant, l'air a une perméabilité de 1 unité. Cela explique pourquoi diverses couches diélectriques supplémentaires sont utilisées dans les condensateurs - céramique, mica, paraffine, etc. Tous ces matériaux, ayant une perméabilité plus élevée, augmentent la valeur de la charge accumulée sur les plaques. En d'autres termes, la capacité peut être ajustée non seulement par la disposition des plaques, mais également par le matériau qui les sépare. Les champions parmi les substances à haute perméabilité sont la céramique (environ 80) et l'eau purifiée des impuretés (au moins 81).
