Mesmo na escola nas aulas de física, um professor,falando sobre fenômenos elétricos, ele explicou o que é a constante dielétrica de um meio. Posteriormente, se a profissão principal não fosse a engenharia elétrica, o assunto foi esquecido com segurança. Neste trabalho, vamos relembrar o que está oculto por trás dessa definição.
Normalmente, para explicar o termo "dielétricopermeabilidade média "é comum considerar um exemplo com um capacitor cujas placas são planas. Vamos imaginar o capacitor mais simples no vácuo. Vamos determinar o valor da carga elétrica:
Qv = (U * S * Ev) / d,
onde d é a distância entre as placas, U -tensão, área da placa S, Ev - dielétrico. constante. Este último é um valor de referência, é a constante dielétrica de um meio sem ar (vácuo) e é igual a 8,85 * 10 à potência de -12 Farads por metro.
Mas nos capacitores da placa divisória, o meionão apenas o vácuo pode atuar, mas também qualquer outro material dielétrico. É óbvio que neste caso a constante dielétrica do meio difere de "Ev", portanto a carga muda. Se o capacitor estiver conectado a uma fonte EMF, o valor da carga nas placas torna-se igual a Qz. A constante dielétrica do material é a razão da carga das placas do capacitor conectado Qz para a carga no caso de um vácuo Qv, ou seja,
E = Qz / Qv.
Obviamente, não há dimensão. Um capacitor energizado extrai energia adicional da fonte.
Na verdade, este é o dielétrico relativopermeabilidade do meio. Mostra quantas vezes a intensidade da interação das cargas separadas por um dielétrico diminui em comparação com as placas no vácuo. Você também pode dizer que esta é uma das características do material.
Se, quando a carga se acumula nas placas, o fornecimento de energia é interrompido, outro fenômeno ocorre. O valor da tensão diminui e, como consequência, a intensidade do campo elétrico diminui. Porque?
Qualquer material consiste em átomos com rotaçãoao redor do núcleo com elétrons. Quando surge um campo elétrico, os portadores de carga de cada molécula se dispersam de acordo com a polaridade da influência externa - surge a chamada polarização, que forma um dipolo. Esta é uma forma eletrônica disso. O próprio material pode ser composto de moléculas polares e apolares. No primeiro caso, a molécula é orientada de acordo com o campo (voltagem), e como os dipolos são auto-orientados, a permissividade relativa é bastante alta. Seus valores de permeabilidade geralmente excedem 100 unidades. No segundo caso (moléculas apolares), embora os dipolos sejam formados pela ação do campo, parte da energia é gasta na manutenção de sua configuração espacial, portanto a permeabilidade é insignificante e raramente ultrapassa 5 unidades. Deve-se observar que uma substância gasosa sempre apresenta baixo índice de permeabilidade devido ao pequeno número de moléculas por unidade de volume, independente de sua estrutura natural.
Para o dielétrico mais comumos dados de permeabilidade são fornecidos nas tabelas correspondentes, portanto, ao realizar os cálculos, não há dificuldade em determinar o valor necessário. Curiosamente, o ar tem uma permeabilidade de 1 unidade. Isso explica porque várias camadas dielétricas adicionais são utilizadas em capacitores - cerâmica, mica, parafina, etc. Todos esses materiais, tendo uma maior permeabilidade, aumentam o valor da carga acumulada nas placas. Em outras palavras, a capacidade pode ser ajustada não apenas pela forma como as placas são dispostas, mas também pelo material que as separa. Os campeões entre as substâncias com alta permeabilidade são a cerâmica (cerca de 80) e a água purificada de impurezas (pelo menos 81).
