Абсолютная диэлектрическая проницаемость это

Читайте также:

1. Абсолютная адресация переменных
2. Абсолютная величина риска.
3. Абсолютная величина числа
4. Абсолютная деформация
5. Абсолютная и относительная погрешности
6. Абсолютная и относительная погрешности.
7. Абсолютная и относительная сходимость.
8. Абсолютная и условная сходимость несобственных интегралов
9. Абсолютная и условная сходимость несобственных интегралов
10. Абсолютная и условная сходимость рядов
11. Абсолютная монархия

Напряженность электрического поля

Опыт показывает, что сила взаимодействия электрических заря­дов зависит от той среды, в которой заряды находятся. Это объясня­ется тем, что под действием электрического поля зарядов молекулы среды (например, воздуха, воды) поляризуются и сами становятся источниками электрических полей. Свойство среды воздействовать на силу притяжения (отталкивания) электрических зарядов в форму­лировке закона Кулона (1.2) учитывается с помощью коэффициента е, который носит название абсолютной диэлектрической проницаемо­сти. В практической рационализированной системе единиц ε — ве­личина размерная.

Размерность можно найти, используя формулу (1.4):

В последнем выражении единица измерения, имеющая размерность Кл/В, носит название фарады (Ф). Таким образом, абсолютная диэлек­трическая проницаемость измеряется в фарадах, деленных на метры.

Абсолютную диэлектрическую проницаемость вакуума называют электрической постоянной ε:

Величину, показывающую, во сколько раз абсолютная диэлектриче­ская проницаемость е среды больше электрической постоянной е, на­зывают относительной диэлектрической проницаемостью ε_r или просто диэлектрической проницаемостью.

Относительная диэлектрическая проницаемость — величина безраз­мерная.

Ниже приведены значения относительной диэлектрической прони­цаемости некоторых веществ:

Вода дистиллированная. 80,0

Трансформаторное масло 2,3

С учетом (1.5) выражение (1.2) можно записать в следующем виде:

Из формулы (1.6) видно, что при прочих равных условиях сила взаимодействия двух зарядов тем меньше, чем больше величина е_г сре­ды. Например, два одинаковых заряженных тела в дистиллированной воде взаимодействуют с силой в 80 раз меньше, чем в вакууме.

Относительная диэлектрическая проницаемость показывает, во сколько раз при прочих равных условиях сила взаимодействия электри­ческих зарядов, а следовательно, и напряженность электрического поля в некоторой среде меньше, чем в вакууме.

КАРТОЧКА 1.5 (224)

Дата добавления: 2014-01-11 ; Просмотров: 3743 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Относительная диэлектрическая проницаемость вещества ε_r может быть определена путем сравнения ёмкости тестового конденсатора с данным диэлектриком (C_x) и ёмкости того же конденсатора в вакууме (C_o):

Практическое применение

Диэлектрическая проницаемость диэлектриков является одним из основных параметров при разработке электрических конденсаторов. Использование материалов с высокой диэлектрической проницаемостью позволяют существенно снизить физические размеры конденсаторов.

Ёмкость конденсаторов определяется:

где ε_r — диэлектрическая проницаемость вещества между обкладками, ε_о — электрическая постоянная, S — площадь обкладок конденсатора, d — расстояние между обкладками.

Параметр диэлектрической проницаемости учитывается при разработке печатных плат. Значение диэлектрической проницаемости вещества между слоями в сочетании с его толщиной влияет на величину естественной статической ёмкости слоев питания, а также существенно влияет на волновое сопротивление проводников на плате.

Зависимость от частоты

Следует отметить, что диэлектрическая проницаемость в значительной степени зависит от частоты электромагнитного поля. Это следует всегда учитывать, поскольку таблицы справочников обычно содержат данные для статического поля или малых частот вплоть до нескольких единиц кГц без указания данного факта. В то же время существуют и оптические методы получения относительной диэлектрической проницаемости по коэффициенту преломления при помощи эллипсометров и рефрактометров. Полученное оптическим методом (частота 10 14 Гц) значение будет значительно отличаться от данных в таблицах.

Рассмотрим, например, случай воды. В случае статического поля (частота равна нулю), относительная диэлектрическая проницаемость при нормальных условиях приблизительно равна 80. Это имеет место вплоть до инфракрасных частот. Начиная примерно с 2 ГГц ε_r начинает падать. В оптическом диапазоне ε_r составляет приблизительно 1,8. Это вполне соответствует факту, что в оптическом диапазоне показатель преломления воды равен 1,33. [1] В узком диапазоне частот, называемом оптическим, диэлектрическое поглощение падает до нуля, что собственно и обеспечивает человеку механизм зрения [источник не указан 665 дней] в земной атмосфере, насыщенной водяным паром. С дальнейшим ростом частоты свойства среды вновь меняются. О поведении относительной диэлектрической проницаемости воды в диапазоне частот от 0 до 10 12 (инфракрасная область) можно прочитать на [1] (англ.)

Диэлектрическая проницаемость среды ε_c есть величина, характеризующая влияние среды на силы взаимодействия электрических полей. Различные среды имеют различные значения ε_c.

Абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума называется электрической постоянной ε =8,85 10 -12 ф/м.

Отношение абсолютной диэлектрической проницаемости среды к электрической постоянной называют относительной диэлектрической проницаемостью

, (1-5)

т.е. относительная диэлектрическая проницаемость ε — это величина показывающая , во сколько раз абсолютная диэлектрическая проницаемость среды больше электрической постоянной. Величина ε размерности не имеет.

Относительная диэлектрическая проницаемость изоляционных материалов

Как видно из таблицы у большинства диэлектриков ε= 1-10и мало зависит от электрических условий и температуры среды.

Существует группа диэлектриков, называемых сегнетоэлектриками, в которых εможет достигать значений до 10 000, причем εсильно зависит от внешнего поля и температуры. К сегнетоэлектрикам относятся титанат бария, титанат свинца, сегнетова соль и др.

Контрольные вопросы

1. Каково строение атома алюминия, меди?

2. В каких единицах измеряются размеры атомов и их частиц?

3. Какой электрический заряд имеют электроны?

4. Почему в обычном состоянии вещества электрически нейтральны?

5. Что называется электрическим полем и как оно условно изображается?

6. От чего зависит сила взаимодействия между электрическими зарядами?

7. Почему одни материалы являются проводниками, а другие изоляторами?

8. Какие материалы относятся к проводника, а какие к изоляторам?

9. Как можно зарядить тело положительным электричеством?

10. Что называется относительной диэлектрической проницаемостью?

11. Укажите основные свойства электрического поля?