แม้กระทั่งที่โรงเรียนในบทเรียนฟิสิกส์ครูเมื่อพูดถึงปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าเขาอธิบายว่าค่าคงที่เป็นฉนวนของตัวกลางคืออะไร ต่อมาหากอาชีพหลักไม่เกี่ยวข้องกับวิศวกรรมไฟฟ้าหัวข้อนี้ก็ถูกลืมไปอย่างปลอดภัย ในงานนี้เราจะระลึกถึงสิ่งที่ซ่อนอยู่เบื้องหลังคำจำกัดความนี้
โดยปกติแล้วเพื่ออธิบายคำว่า "อิเล็กทริกความสามารถในการซึมผ่านปานกลาง "เป็นเรื่องปกติที่จะต้องพิจารณาตัวอย่างด้วยตัวเก็บประจุที่มีแผ่นแบน ลองนึกภาพตัวเก็บประจุที่ง่ายที่สุดในสุญญากาศ ลองหาค่าของประจุไฟฟ้า:
Qv = (U * S * Ev) / วัน
โดยที่ d คือระยะห่างระหว่างแผ่นเปลือกโลก U -แรงดันไฟฟ้า S - พื้นที่จาน Ev - อิเล็กทริก คงที่ ค่าหลังเป็นค่าอ้างอิงเป็นค่าคงที่อิเล็กทริกของตัวกลางที่ไม่มีอากาศ (สุญญากาศ) และมีค่าเท่ากับ 8.85 * 10 ถึงกำลัง -12 ฟาราดต่อเมตร
แต่ในตัวเก็บประจุของแผ่นแบ่งตัวกลางไม่เพียง แต่สามารถทำหน้าที่สูญญากาศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัสดุอิเล็กทริกอื่น ๆ ด้วย จะเห็นได้ชัดว่าในกรณีนี้ค่าคงที่อิเล็กทริกของตัวกลางแตกต่างจาก "Ev" ดังนั้นประจุจึงเปลี่ยนไป หากตัวเก็บประจุเชื่อมต่อกับแหล่ง EMF ค่าของประจุบนเพลตจะเท่ากับ Qz ค่าคงที่อิเล็กทริกของวัสดุคืออัตราส่วนของประจุของแผ่นของตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อ Qz กับประจุในกรณีของ Qv สุญญากาศนั่นคือ
E = Qz / Qv.
เห็นได้ชัดว่าไม่มีมิติ ตัวเก็บประจุที่ใช้พลังงานจะดึงพลังงานเพิ่มเติมจากแหล่งที่มา
อันที่จริงนี่คืออิเล็กทริกสัมพัทธ์การซึมผ่านของตัวกลาง แสดงให้เห็นว่าความรุนแรงของปฏิสัมพันธ์ของประจุที่แยกจากกันโดยอิเล็กทริกลดลงกี่เท่าเมื่อเทียบกับเพลตในสุญญากาศ คุณยังสามารถพูดได้ว่านี่เป็นหนึ่งในลักษณะเฉพาะของวัสดุ
หากเมื่อประจุสะสมบนแผ่นเปลือกโลกการจ่ายพลังงานหยุดลงจะเกิดปรากฏการณ์อื่นขึ้น ค่าแรงดันไฟฟ้าจะลดลงและเป็นผลให้ความแรงของสนามไฟฟ้าลดลง ทำไม?
วัสดุใด ๆ ประกอบด้วยอะตอมที่มีการหมุนรอบนิวเคลียสด้วยอิเล็กตรอน เมื่อสนามไฟฟ้าปรากฏตัวพาประจุในแต่ละโมเลกุลจะกระจายไปตามขั้วของอิทธิพลภายนอก - โพลาไรเซชันที่เรียกว่าเกิดขึ้นซึ่งเป็นไดโพล นี่คือรูปแบบอิเล็กทรอนิกส์ของมัน วัสดุนั้นสามารถประกอบด้วยโมเลกุลทั้งที่มีขั้วและไม่มีขั้ว ในกรณีแรกโมเลกุลจะถูกปรับทิศทางตามสนาม (แรงดันไฟฟ้า) และเนื่องจากไดโพลเป็นแบบเชิงตัวเองจึงมีการอนุญาตสัมพัทธ์ค่อนข้างสูง ค่าการซึมผ่านของพวกเขามักจะเกิน 100 หน่วย ในกรณีที่สอง (โมเลกุลที่ไม่มีขั้ว) แม้ว่าไดโพลจะเกิดขึ้นเนื่องจากการกระทำของสนาม แต่พลังงานส่วนหนึ่งจะถูกใช้ไปกับการรักษาโครงสร้างเชิงพื้นที่ดังนั้นความสามารถในการซึมผ่านจึงไม่มีนัยสำคัญและแทบจะไม่เกิน 5 หน่วย ควรสังเกตว่าสารที่เป็นก๊าซมักมีดัชนีการซึมผ่านต่ำเนื่องจากมีโมเลกุลจำนวนน้อยต่อหน่วยปริมาตรโดยไม่คำนึงถึงโครงสร้างตามธรรมชาติ
สำหรับอิเล็กทริกที่พบบ่อยที่สุดข้อมูลการซึมผ่านจะได้รับในตารางที่เกี่ยวข้องดังนั้นเมื่อทำการคำนวณจึงไม่มีปัญหาในการกำหนดค่าที่ต้องการ ที่น่าสนใจคืออากาศมีความสามารถในการซึมผ่านได้ 1 หน่วย สิ่งนี้อธิบายได้ว่าเหตุใดจึงมีการใช้ชั้นอิเล็กทริกเพิ่มเติมในตัวเก็บประจุเช่นเซรามิกไมก้าพาราฟิน ฯลฯ วัสดุทั้งหมดเหล่านี้มีความสามารถในการซึมผ่านที่สูงขึ้นเพิ่มมูลค่าของประจุที่สะสมบนเพลต กล่าวอีกนัยหนึ่งความจุสามารถปรับเปลี่ยนได้ไม่เพียง แต่โดยวิธีการจัดเรียงเพลตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัสดุที่แยกพวกมันด้วย ตัวแทนของสารที่มีความสามารถในการซึมผ่านสูง ได้แก่ เซรามิกส์ (ประมาณ 80) และน้ำที่บริสุทธิ์จากสิ่งสกปรก (อย่างน้อย 81)
