Dielektrische Durchlässigkeit von Luft als physikalische Größe

Wie Sie wissen, repräsentiert die Luft um uns herumeine Kombination von mehreren Gasen, so ist es ein gutes Dielektrikum. Insbesondere kann dadurch in vielen Fällen vermieden werden, dass zusätzliche Isolierschichten aus einem Material um den Leiter angeordnet werden müssen. Heute werden wir darüber sprechen, was die Dielektrizitätskonstante von Luft ist. Aber zuerst werden wir vielleicht mit der Definition dessen beginnen, was genau unter dem Begriff "dielektrisch" zu verstehen ist.

Alle Substanzen, abhängig von der Fähigkeiteinen elektrischen Strom leiten, der in drei große Gruppen unterteilt ist: Leiter, Halbleiter und Dielektrika. Erstere üben minimalen Widerstand gegen den gerichteten Durchgang geladener Teilchen durch sie aus. Die größte Gruppe sind Metalle (Aluminium, Kupfer, Eisen). Der zweite leitet Strom unter bestimmten Bedingungen (Silizium, Germanium). Nun, der elektrische Widerstand des dritten ist so groß, dass der Strom nicht durch sie hindurchgeht. Ein anschauliches Beispiel ist Luft.

Was passiert, wenn ein Stoff in eine Zone eindringt?die Wirkung des elektrischen Feldes? Für Leiter ist die Antwort offensichtlich - es gibt einen elektrischen Strom (natürlich in Gegenwart einer geschlossenen Schleife, die einen "Pfad" für Teilchen bereitstellt). Dies ist aufgrund der Tatsache, dass die Art der Wechselwirkung der Gebühren variiert. Absolut andere Prozesse treten auf, wenn das Feld einem dielektrischen Material ausgesetzt ist. Bei der Untersuchung der Wechselwirkung von Teilchen mit einer elektrischen Ladung wurde festgestellt, dass die Wechselwirkungskraft nicht nur vom numerischen Wert der Ladung abhängt, sondern auch vom Medium, das sie trennt. Diese wichtige Eigenschaft wurde "dielektrische Permittivität der Materie" genannt. In der Tat ist es ein Korrekturfaktor, da er keine Dimension hat. Es ist definiert als das Verhältnis des Wertes der Wechselwirkungskraft im Vakuum zu dem Wert in irgendeinem Medium. Die physikalische Bedeutung des Begriffs "dielektrische Permeabilität" ist wie folgt: Dieser Wert zeigt den Grad der Abschwächung des elektrischen Feldes durch ein dielektrisches Material im Vergleich zu Vakuum. Der Grund für dieses Phänomen liegt in der Tatsache, dass die Moleküle des Materials die Feldenergie nicht auf die Leitfähigkeit der Teilchen, sondern auf die Polarisation aufbringen.

Es ist bekannt, dass die PermittivitätLuft ist eins. Ist das viel oder wenig? Lass es uns herausfinden. Jetzt ist es nicht notwendig, den numerischen Wert der Permeabilität für die meisten gebräuchlichen Substanzen unabhängig zu berechnen, da alle diese Daten in den entsprechenden Tabellen angegeben sind. Übrigens wird aus einer solchen Tabelle der Luftwert gleich Eins genommen. Die Dielektrizitätskonstante der Luft ist fast achtmal geringer als beispielsweise die der Getinax. Wenn man diese Zahl, sowie den Wert der Ladungen und den Abstand zwischen ihnen kennt, ist es möglich, die Kraft ihrer Wechselwirkung unter der Bedingung der Trennung durch das Luftmedium oder die Getinax-Platte zu berechnen.

Die Formel für die Kraft lautet wie folgt:

F = (Q1 * Q2) / (4 * 3,1416 * E0 * Es * (r * r)),

wobei Q1 und Q2 die Werte von Ladungen sind; E0 -Permeabilität im Vakuum (konstant, gleich 8,86 zur Potenz von -12); Es ist die Permittivität der Luft ("1" oder Wert für irgendeinen anderen Stoff, gemäß der Tabelle); r ist die Entfernung zwischen den Ladungen. Alle Dimensionen werden in Übereinstimmung mit dem SI-System genommen.

Verwechseln Sie nicht zwei verschiedene Konzepte - "magnetischLuftdurchlässigkeit "und seine dielektrische Permittivität. Magnetisch ist eine andere Eigenschaft jeder Substanz, die auch ein Koeffizient ist, aber seine Bedeutung ist eine andere - die Beziehung zwischen der Feldstärke und dem Wert der magnetischen Induktion in einer bestimmten Substanz. In den Formeln wird ein Referenzindikator verwendet - die magnetische Permeabilität für reines Vakuum. Sowohl das erste als auch das zweite Konzept werden verwendet, um Berechnungen verschiedener elektrischer Geräte durchzuführen.