Qual é a constante dielétrica do meio

Mesmo na escola em aulas de física um professor,falando sobre fenômenos elétricos, explicou o que é a constante dielétrica do meio. No futuro, se a profissão principal não estiver conectada à engenharia elétrica, o assunto foi esquecido com segurança. Neste artigo, vamos nos lembrar do que está por trás dessa definição.

Geralmente, para explicar o termo "dielétricopermeabilidade do meio "é costume considerar um exemplo com um capacitor cujas placas são planas. Nós representamos o condensador 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 é a distância entre as placas,tensão, área da placa S, Ev - dielétrico. constante. Este último é o valor de referência, é a constante dielétrica do meio sem ar (vácuo) e é igual a 8,85 * 10 a uma potência de -12 Farad por metro.

Mas nos capacitores da placa de separação pelo meiopode atuar não apenas um vácuo, mas também qualquer outro material dielétrico. É óbvio que neste caso a constante dielétrica do meio difere de "Ev" e, portanto, a carga varia. Se o capacitor estiver conectado à fonte EMF, a carga nas placas torna-se Qz. A constante dielétrica do material é a relação entre a carga das placas do capacitor conectado Qz e a carga no caso de vácuo Qv, ou seja,

E = Qz / Qv

Obviamente, não há dimensão. Um capacitor alimentado consome energia adicional da fonte.

Na verdade, este é um dielétrico relativopermeabilidade do meio. Ele mostra quantas vezes a intensidade da interação entre cargas separadas por um dielétrico diminui em comparação com as placas no vácuo. Pode-se dizer também que esta é uma das características do material.

Se, no entanto, quando a carga nas placas se acumula, o fornecimento de energia pára, outro fenômeno ocorre. O valor da tensão diminui e, como conseqüência, a intensidade do campo elétrico diminui. Por quê?

Qualquer material consiste em átomos com rotaçãoem torno do núcleo por elétrons. Quando um campo elétrico aparece, os portadores de carga são dispersos em cada molécula de acordo com a polaridade da ação externa - existe uma polarização formada formando um dipolo. Esta é a sua forma eletrônica. O material em si pode consistir de moléculas polares e não polares. No primeiro caso, a molécula é orientada de acordo com o campo (voltagem) e, como os dipolos se orientam, a permissividade relativa é bastante alta. O valor de sua permeabilidade geralmente excede 100 unidades. No segundo caso (moléculas não polares), embora o campo de dipolo seja formado devido à ação do campo dipolar, parte da energia é gasta na manutenção de sua configuração espacial, portanto a permeabilidade é insignificante e raramente excede 5 unidades. Deve-se notar que a substância gasosa sempre tem um índice de baixa permeabilidade devido ao pequeno número de moléculas por unidade de volume, independentemente de sua estrutura natural.

Para dielétricos mais comunsos dados de permeabilidade dos materiais são fornecidos nas tabelas correspondentes, portanto, ao realizar os cálculos, não há dificuldade em determinar o valor desejado. É interessante que o ar tenha uma permeabilidade de 1 unidade. Isso explica por que nos capacitores várias camadas dielétricas adicionais são usadas - cerâmicas, 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 maneira como as placas estão dispostas, mas também pelo material que as separa. Campeões entre substâncias com alta permeabilidade são cerâmicas (cerca de 80) e purificadas a partir de água de impurezas (não inferior a 81).