Il livello di polarizzabilità di una sostanza è caratterizzato da un valore speciale chiamato costante dielettrica. Considera cos'è questo valore.
Supponiamo che l'intensità di campo omogeneatra due piastre cariche in un vuoto è uguale a Е₀. Ora riempi il divario tra loro con qualsiasi dielettrico. Le cariche elettriche che appaiono al confine tra il dielettrico e il conduttore a causa della sua polarizzazione neutralizzano parzialmente l'effetto delle cariche sulle piastre. L'intensità di campo E di questo campo diventerà inferiore all'intensità di campo E₀.
L'esperienza scopre che quandoriempiendo lo spazio tra le piastre con dielettrici uguali, le intensità di campo risulteranno diverse. Pertanto, conoscendo l'entità del rapporto dell'intensità del campo elettrico tra le piastre in assenza di dielettrico E₀ e in presenza di dielettrico E, è possibile determinarne la polarizzabilità, ovvero la sua costante dielettrica. Questo valore è generalmente indicato dalla lettera greca ԑ (epsilon). Pertanto, puoi scrivere:
ԑ = E₀ / E.
La costante dielettrica dimostra quante volte l'intensità di campo di queste cariche in un dielettrico (omogeneo) sarà inferiore rispetto al vuoto.
Diminuendo la forza di interazione tra carichecausato dai processi di polarizzazione del mezzo. In un campo elettrico, gli elettroni negli atomi e nelle molecole diminuiscono rispetto agli ioni e sorge un momento di dipolo. Coloro. quelle molecole che hanno il loro momento dipolo (in particolare molecole d'acqua) sono orientate in un campo elettrico. Questi momenti creano il proprio campo elettrico, contrastando il campo che ha causato il loro aspetto. Di conseguenza, il campo elettrico totale diminuisce. In piccoli campi, questo fenomeno è descritto usando il concetto di costante dielettrica.
Quella che segue è la costante dielettrica nel vuoto di varie sostanze:
Aria …………………………… .... 1.0006
Paraffina ...................................... 2
Plexiglass (plexiglass) ....... 3-4
Ebanite ………………………………… ..… 4
Porcellana …………………………… .... 7
Vetro ………………………… .. …… .4-7
Mica …………………………… ..… .4-5
Seta naturale ............ 4-5
Ardesia ........................... 6-7
Ambra ………………………… ... …… 12.8
Acqua ...................................... ... .81
Dati della costante dielettricale sostanze si riferiscono alle temperature ambiente nell'intervallo 18-20 ° C. Pertanto, la costante dielettrica dei solidi varia leggermente con la temperatura, ad eccezione dei ferroelettrici.
Al contrario, nei gas diminuisce a causa di un aumento della temperatura e aumenta a causa di un aumento della pressione. In pratica, la costante dielettrica dell'aria viene considerata come un'unità.
Le impurità in piccole quantità hanno scarso effetto sulla costante dielettrica dei liquidi.
Se vengono inserite due cariche arbitrarie in puntidielettrico, quindi l'intensità di campo creata da ciascuna di queste cariche nel punto in cui si trova l'altra carica diminuisce ԑ volte. Ne consegue che anche la forza con cui queste cariche interagiscono tra loro è ԑ volte inferiore. Pertanto, la legge di Coulomb per le cariche inserite in un dielettrico è espressa dalla formula:
F = (q₁q₂) / (ԑₐr²).
nel sistema SI:
F = (q₁q₂) / (4πԑₐr²),
dove F - è la forza di interazione, q₁ e q₂, - l'entità delle cariche, ԑ - è la costante dielettrica assoluta del mezzo, g - la distanza tra le cariche dei punti.
Ԑ può essere mostrato numericamente inunità relative (rispetto al valore assoluto della costante dielettrica sotto vuoto ԑ₀). Il valore ԑ = ԑₐ / ԑ₀ è chiamato permittività relativa. Rivela quante volte l'interazione tra cariche in un mezzo omogeneo infinito è più debole che nel vuoto; ԑ = ԑₐ / ԑ₀ è spesso chiamato permittività complessa. Il valore numerico di величины, nonché la sua dimensione, dipendono dal sistema di unità selezionato; e il valore ԑ è indipendente. Quindi, nel sistema di SSES ԑ₀ = 1 (questa quarta unità di base); nel sistema SI, la costante dielettrica del vuoto è espressa:
ԑ₀ = 1 / (4π˖9˖10⁹) farad / metro = 8,85˖10⁻¹² f / m (in questo sistema, ԑ₀ è una quantità derivata).
