Dielektrikute uurimine ja nende käitumine elektriväljades köidavad jätkuvalt nii füüsikuid kui ka elektrotehnikuid. Hoolimata asjaolust, et dielektrikud on nõrgad elektrijuhid, mängivad nad põhirolli elektroonilistes vooluahelates, mis vajavad vooluringi ehitamiseks dielektrilist keskkonda. Seega on vaja põhiteadmisi dielektrikutest ja nende omadustest. Dielektriline materjal pole midagi muud kui halva elektrijuhiga isolaator, mis tähendab, et need ei lase voolul voolata. Need on juhtidele täpselt vastupidised. Nagu iga teine ​​materjal, on ka dielektrik positiivsete ja negatiivsete laengutega ioonide kogum. Dielektrikute olulisim omadus on nende lubavus koos dielektrilise konstandiga.

Laetud pindu eraldavat isoleerivat keskkonda nimetatakse dielektrikuks. Enne kui käsitleme lubatavuse kontseptsiooni, on oluline mõista tihedalt seotud omadust, mahtuvust. Mahtuvus on süsteemi võime koguda ja säilitada elektrilaengut. Nagu öeldud, on dielektriline konstant materjali võime salvestada elektrienergiat ja seda määratletakse dielektrilise materjali mahtuvuse (või lubatavuse) ja vaakumi mahtuvuse suhtena. Seetõttu on kõik mahtuvuse väärtused seotud vaakumi lubatavusega. Igal erineval dielektrilisel materjalil on oma lubatavuse väärtus.

Mis on dielektriline konstant?

Dielektriline konstant on kasutatava dielektriku lubatavuse ja vaakumi lubatavuse suhe. See viitab dielektrilise materjali suhtelisele läbivusele, mis hoiab energiat elektrilaengu kujul energiat koguda ja talletada. Suhteline dielektriline konstant on dielektrilises isolaatoris salvestatud energia hulga mõõtmine elektrivälja ühiku kohta. Mis tahes materjali jaoks, olgu see siis polümeer, keraamika või metall, kutsub rakendatud elektriväli materjalis esile elektrilise polarisatsiooni. Üldiselt on selle polarisatsiooni suurus võrdeline rakendatud väljaga. Proportsionaalselt konstanti nimetatakse lubatavuseks, mida sageli nimetatakse dielektriliseks konstandiks. Kuna dielektriline konstant on kahe sarnase suuruse suhte suhteline mõõt, pole sellel ühikut ega mõõdet; seda tähistatakse lihtsalt numbritega. Kõigi materjalide dielektriline konstant on suurem kui 1.

Mis on lubatavus?

Lubavus on materjali võime hoida elektrivälja keskkonna polarisatsioonis. Tavaliselt väljendatakse läbitavust suhtelise läbitavusena, mida määratletakse kui materjali lubatavuse ja vaakumi lubatavuse suhet. Õhk ligineb täiuslikule vaakumile ja seega on õhu dielektriline konstant umbes null. Molekulide käitumist elektriväljas iseloomustab lubavus, mis on väga oluline väärtus, mis iseloomustab mis tahes elektrivälja mõju molekulide käitumisele. Insenerirakendustes väljendatakse lubatavust suhteliselt. Kui ε0 tähistab vaba ruumi lubatavust ja ε tähistab lubatavust, siis väljendatakse lubavus εr kui εr = ε / ε0.

Dielektrilise konstandi ja lubatavuse erinevus

  1. Dielektrilise konstandi ja läbilaskvuse määratlus

- Dielektriline konstant on kasutatava dielektriku lubatavuse ja vaakumi lubatavuse suhe. See viitab dielektrilise materjali suhtelisele läbivusele, mis hoiab energiat elektrilaengu kujul energiat koguda ja talletada. Lubavus seevastu on materjali võime hoida elektrivälja keskkonna polarisatsioonis. Tavaliselt väljendatakse läbitavust suhtelise läbitavusena, mida määratletakse kui materjali lubatavuse ja vaakumi lubatavuse suhet.

  1. Dielektrilise konstandi ja permititiivsuse ühik

- kuna dielektriline konstant on kahe sarnase suuruse suhte suhteline mõõt, pole sellel ühikut ega mõõtmeid; seda tähistatakse lihtsalt numbritega. Kõigi materjalide dielektriline konstant on suurem kui 1. Õhk ligineb täiuslikule vaakumile ja seega on õhu dielektriline konstant umbes null. Dielektrilise materjali kõige olulisem omadus on selle lubavus. Dielektrilise materjali lubatavust sümboliseeritakse kui ε, mis on seotud vaakumi lubatavusega. Dielektrilise materjali lubatavust mõõdetakse faradides meetri kohta (F / m või F.m-1). Vaakumi läbitavus, mida mõnikord nimetatakse elektrikonstandiks, on 8,85 × 10-12 F / m.

Dielektriline konstant vs püsivus: võrdlusdiagramm

Dielektriliste konstantsete värside kokkulangevuse kokkuvõte

Lühidalt öeldes on dielektriline konstant materjali võime salvestada elektrienergiat ja seda määratletakse dielektrilise materjali mahtuvuse (või lubatavuse) ja vaakumi mahtuvuse suhtena. Kuna dielektriline konstant on suhteline, pole sellel ühikut ega mõõdet. Lubavust väljendatakse tavaliselt suhtelise lubatavusega, mis on materjali ja lubatava vaakumi lubatavuse suhe ning mida väljendatakse kui εr = ε / ε0. Insenerirakendustes väljendatakse lubatavust suhteliselt. Vaakumi lubavus on füüsikaline konstant, mis võrdub 8,85 × 10-12 F / m.

Viited

  • Kujutise krediit: https://en.wikipedia.org/wiki/Permittivity#/media/File:Dielectric_responses.svg
  • Kujutise krediit: https://passive-components.eu/wp-content/uploads/2017/11/Dielectric_Constant_01.png
  • Kutz, Myer. Materjalide valiku käsiraamat. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2002. Trükk
  • Davis, Donnette. Teaduste õppimine, füüsika - 10. – 12. Klass. Morrisville, Põhja-Carolina: Lulu Press, n.d. Prindi
  • Kaiser, Cletus J. Kondensaatori käsiraamat. Berliin, Saksamaa: Springer, 2012. Trükk
  • Blackwell, Glenn R. Elektroonilise pakendi käsiraamat. Boca Raton, Florida: CRC Press, 2017. Trükk