Dielektriniś cheminis įsiskverbimaś talpa terpė – fizikinis dydis, apibūdinantis izoliacinės (dielektrinės) terpės savybes ir parodantis elektrinės indukcijos priklausomybę nuo įtampos elektrinis laukas.
Jį lemia dielektrikų poliarizacijos, veikiant elektriniam laukui, poveikis (ir šį poveikį apibūdinančios terpės dielektrinio jautrumo vertė).
Yra santykinės ir absoliučios dielektrinės konstantos.
Santykinė dielektrinė konstanta ε yra bematė ir parodo, kiek kartų sąveikos jėga tarp dviejų elektros krūvių terpėje yra mažesnė nei vakuume. Ši oro ir daugumos kitų dujų vertė normaliomis sąlygomis yra artima vienetui (dėl mažo jų tankio). Daugumos kietųjų arba skystųjų dielektrikų santykinis laidumas svyruoja nuo 2 iki 8 (statiniam laukui). Vandens dielektrinė konstanta statiniame lauke yra gana didelė - apie 80. Jos reikšmės yra didelės medžiagoms, kurių molekulės turi didelį elektrinį dipolio momentą. Feroelektrikų santykinė dielektrinė konstanta yra dešimtys ir šimtai tūkstančių.
Absoliuti dielektrinė konstanta užsienio literatūroje žymima raide ε, daugiausia vartojama kombinacija, kur yra elektrinė konstanta. Absoliuti dielektrinė konstanta naudojama tik Tarptautinėje vienetų sistemoje (SI), kurioje indukcija ir elektrinio lauko stiprumas matuojami skirtingais vienetais. SGS sistemoje nereikia įvesti absoliučios dielektrinės konstantos. Absoliučios dielektrinės konstantos (kaip ir elektros konstantos) matmuo L −3 M −1 T 4 I². Tarptautinėje vienetų sistemoje (SI) vienetai: =F/m.
Reikėtų pažymėti, kad dielektrinė konstanta labai priklauso nuo dažnio elektromagnetinis laukas. Į tai visada reikia atsižvelgti, nes nuorodų lentelėse paprastai pateikiami statinio lauko arba žemų dažnių duomenys iki kelių kHz vienetų, nenurodant. šis faktas. Tuo pačiu metu yra ir optinių metodų santykinei dielektrinei konstantai gauti pagal lūžio rodiklį naudojant elipsometrus ir refraktometrus. Gauta optinis metodas(dažnis 10-14 Hz) reikšmė labai skirsis nuo lentelėse pateiktų duomenų.
Apsvarstykite, pavyzdžiui, vandens atvejį. Statinio lauko atveju (dažnis lygus nuliui), santykinė dielektrinė konstanta normaliomis sąlygomis yra maždaug 80. Taip yra iki infraraudonųjų spindulių dažnių. Nuo maždaug 2 GHz ε r pradeda kristi. Optiniame diapazone ε r yra maždaug 1,8. Tai visiškai atitinka faktą, kad optiniame diapazone vandens lūžio rodiklis yra 1,33. Siaurame dažnių diapazone, vadinamame optiniu, dielektrinė absorbcija nukrenta iki nulio, o tai iš tikrųjų suteikia žmogui regėjimo mechanizmą. šaltinis nenurodytas 1252 dienos] vandens garų prisotintoje žemės atmosferoje. SU tolesnis augimas terpės dažninės savybės vėl pasikeičia. Apie santykinės vandens dielektrinės konstantos elgseną dažnių diapazone nuo 0 iki 10 12 (infraraudonųjų spindulių sritis) galite perskaityti (anglų k.)
Dielektrikų dielektrinė konstanta yra vienas iš pagrindinių parametrų kuriant elektrinius kondensatorius. Naudojant medžiagas su didele dielektrine konstanta galima žymiai sumažinti fizinius kondensatorių matmenis.
Kondensatorių talpa nustatoma:
Kur ε r- medžiagos dielektrinė konstanta tarp plokščių, ε O- elektros konstanta, S- kondensatoriaus plokščių plotas, d- atstumas tarp plokščių.
Kuriant spausdintines plokštes, atsižvelgiama į dielektrinės konstantos parametrą. Medžiagos tarp sluoksnių dielektrinės konstantos vertė kartu su jos storiu turi įtakos galios sluoksnių natūralios statinės talpos vertei, taip pat reikšmingai įtakoja būdingą plokštės laidininkų varžą.
ATSPARUMAS elektrinis, fizikinis dydis lygus elektrinei varžai ( cm. ELEKTROS ATSPARUMAS) Vienetinio ilgio (l = 1 m) ir vienetinio skerspjūvio ploto (S = 1 m 2) cilindrinio laidininko R.. r = R S/l. Si, varžos vienetas yra omas. m varža taip pat gali būti išreikšta omais. cm varža yra medžiagos, per kurią teka srovė, charakteristika ir priklauso nuo medžiagos, iš kurios ji pagaminta. Atsparumas lygus r = 1 omas. m reiškia, kad iš šios medžiagos pagaminto cilindrinio laidininko, kurio ilgis l = 1 m ir kurio skerspjūvio plotas S = 1 m 2, varža R = 1 omas. m metalų varžos vertė ( cm. METALAI), kurie yra geri laidininkai ( cm. DIRIGENTAI), gali turėti 10–8–10–6 omų reikšmes. m (pavyzdžiui, varis, sidabras, geležis ir kt.). Kai kurių kietųjų dielektrikų savitoji varža ( cm. DIELEKTIKA) gali pasiekti 10 16 -10 18 omų vertę (pavyzdžiui, kvarcinis stiklas, polietilenas, elektroporcelianas ir kt.). Daugelio medžiagų (ypač puslaidininkinių) varžos vertė cm. PUSLAIDININĖS MEDŽIAGOS)) labai priklauso nuo jų išgryninimo laipsnio, legiruojančių priedų buvimo, terminio ir mechaninio apdorojimo ir kt. Varžinės varžos atvirkštinė vertė s vadinama laidumas: s = 1/r Savitasis laidumas matuojamas siemens ( cm. SIEMENS (laidumo vienetas)) vienam metrui S/m. Elektrinė varža (laidumas) yra izotropinės medžiagos skaliarinis dydis; o tenzoras – anizotropinei medžiagai. Anizotropiniuose pavieniuose kristaluose elektros laidumo anizotropija yra atvirkštinės efektyviosios masės anizotropijos pasekmė ( cm. EFEKTYVI MASĖ) elektronai ir skylės.
1-6. IZOLIACIJOS ELEKTROS LAIDUMAS
Įjungiant kabelio ar laido izoliaciją nuolatinė įtampa Per jį teka U a srovė i, kuri kinta laikui bėgant (1-3 pav.). Ši srovė turi pastovius komponentus – laidumo srovę (i ∞) ir sugerties srovę, kur γ – laidumas, atitinkantis sugerties srovę; T yra laikas, per kurį srovė i abs sumažėja iki 1/e pradinės vertės. Be galo ilgą laiką i abs →0 ir i = i ∞. Dielektrikų elektrinis laidumas paaiškinamas tuo, kad juose yra tam tikras kiekis laisvų įkrautų dalelių: jonų ir elektronų.
Daugumos elektros izoliacinių medžiagų būdingiausias bruožas yra joninis elektros laidumas, kuris įmanomas dėl izoliacijoje neišvengiamai esančių teršalų (drėgmės, druskų, šarmų ir kt.). Dielektrike, turinčiame joninį laidumą, griežtai laikomasi Faradėjaus dėsnio – proporcingumo tarp elektros energijos, praeinančios per izoliaciją, ir elektrolizės metu išsiskiriančios medžiagos kiekio.
Kylant temperatūrai elektros izoliacinių medžiagų savitoji varža mažėja ir apibūdinama formule
čia_ρ o, A ir B yra tam tikros medžiagos konstantos; T – temperatūra, °K.
Didesnė izoliacijos atsparumo priklausomybė nuo drėgmės atsiranda naudojant higroskopines izoliacines medžiagas, daugiausia pluoštines (popierius, medvilnės verpalai ir kt.). Todėl pluoštinės medžiagos yra džiovinamos ir impregnuojamos, taip pat apsaugotos drėgmei atspariais apvalkalais.
Izoliacijos varža gali mažėti didėjant įtampai, nes izoliacinėse medžiagose susidaro erdvės krūviai. Šiuo atveju sukurtas papildomas elektroninis laidumas lemia elektros laidumo padidėjimą. Yra laidumo priklausomybė nuo įtampos labai stiprūs laukai(Ya. I. Frenkelio įstatymas):
kur γ o – laidumas in silpni laukai; a yra pastovus. Visoms elektros izoliacinėms medžiagoms būdingos tam tikros izoliacijos laidumo reikšmės G. Idealiu atveju izoliacinių medžiagų laidumas lygus nuliui. Tikroms izoliacinėms medžiagoms laidumas kabelio ilgio vienetui nustatomas pagal formulę
Kabeliuose, kurių izoliacijos varža didesnė nei 3-10 11 omų, ir ryšių kabeliuose, kuriuose nuostoliai dėl dielektrinės poliarizacijos yra žymiai didesni už šilumos nuostolius, laidumas nustatomas pagal formulę
Izoliacijos laidumas ryšių technologijose yra elektros linijos parametras, apibūdinantis energijos nuostolius izoliuojant kabelių gyslas. Laidumo vertės priklausomybė nuo dažnio parodyta fig. 1-1. Laidumo atvirkštinė vertė – izoliacijos varža, tai taikomos izoliacijos įtampos santykis DC(voltais), kuris yra nesandarus (amperais), t.y.
čia R V – tūrinė izoliacijos varža, kuri skaitiniu būdu nustato kliūtį, susidariusią srovei pratekėjus per izoliacijos storį; R S - paviršiaus varža, kuri lemia kliūtį srovei praeiti išilgai izoliacijos paviršiaus.
Praktinis naudojamų izoliacinių medžiagų kokybės įvertinimas yra savitoji tūrinė varža ρ V, išreikšta omų centimetrais (oma*cm). Skaitmeniškai ρ V yra lygus kubo, kurio kraštinė yra 1 cm iš tam tikros medžiagos, varžai (omais), jei srovė teka per du priešingi veidai Kuba. Savitoji paviršiaus varža ρ S yra skaitine prasme lygi kvadrato paviršiaus varžai (omais), jei srovė tiekiama į elektrodus, ribojančius dvi priešingas šio kvadrato puses.
Viengyslio kabelio ar laido izoliacijos varža nustatoma pagal formulę
Dielektrikų drėgmės savybės
Atsparumas drėgmei – tai yra izoliacijos patikimumas, kai ji yra vandens garų atmosferoje, artimoje prisotinimui. Atsparumas drėgmei vertinamas pagal elektrinių, mechaninių ir kitų fizikinių savybių pokyčius, medžiagai atsidūrus atmosferoje, kurioje yra didelė ir didelė drėgmė; dėl drėgmės ir vandens pralaidumo; dėl drėgmės ir vandens absorbcijos.
Drėgmės pralaidumas - medžiagos savybė perduoti drėgmės garus, esant santykiniam oro drėgnumo skirtumui abiejose medžiagos pusėse.
Drėgmės sugėrimas - medžiagos gebėjimas absorbuoti vandenį, kai ji ilgą laiką veikia drėgnoje atmosferoje, artimoje soties būsenai.
vandens absorbcija - medžiagos gebėjimas sugerti vandenį ilgą laiką panardinus į vandenį.
Atsparumas tropikams ir tropalizacijaįranga – elektros įrenginių apsauga nuo drėgmės, pelėsio, graužikų.
Dielektrikų šiluminės savybės
Dielektrikų šiluminėms savybėms apibūdinti naudojami šie dydžiai.
Atsparumas karščiui– elektros izoliacinių medžiagų ir gaminių gebėjimas atlaikyti aukštą temperatūrą, nepažeidžiant jų ir staigūs pokyčiai temperatūros. Nustatoma pagal temperatūrą, kuriai esant reikšmingai pasikeičia mechaniniai ir elektrines savybes Pavyzdžiui, organiniuose dielektrikuose veikiant apkrovai prasideda tempimo arba lenkimo deformacija.
Šilumos laidumas– šilumos perdavimo medžiagoje procesas. Jam būdingas eksperimentiškai nustatytas šilumos laidumo koeficientas λ t t yra šilumos kiekis, per vieną sekundę perduodamas per 1 m storio ir 1 m 2 paviršiaus plotą, esant temperatūrų skirtumui tarp paviršių. 1 °K sluoksnis. Dielektrikų šilumos laidumo koeficientas kinta plačiame diapazone. Mažiausios λ t reikšmės turi dujas, porėtus dielektrikus ir skysčius (orui λ t = 0,025 W/(m K), vandeniui λ t = 0,58 W/(m K)), didelės vertės turėti kristalinių dielektrikų (kristaliniam kvarcui λ t = 12,5 W/(m K)). Dielektrikų šilumos laidumo koeficientas priklauso nuo jų sandaros (lydytam kvarcui λ t = 1,25 W/(m K)) ir temperatūros.
Šiluminis plėtimasis dielektrikai vertinami pagal tiesinio plėtimosi temperatūros koeficientą: 
. Medžiagos, turinčios mažą šiluminį plėtimąsi, paprastai turi didesnį atsparumą karščiui ir atvirkščiai. Šiluminis plėtimasis organinių dielektrikų ženkliai (dešimtis ir šimtus kartų) viršija neorganinių dielektrikų plėtimąsi. Todėl dalių, pagamintų iš neorganinių dielektrikų, matmenų stabilumas temperatūros svyravimų metu yra žymiai didesnis lyginant su organinėmis.
1. Sugerties srovės
Absorbcijos srovės yra įvairių tipų lėtos poliarizacijos poslinkio srovės. Sugerties srovės esant pastoviai įtampai teka dielektrike iki pusiausvyros būsenos, keičiančios kryptį įjungiant ir išjungiant įtampą. Esant kintamajai įtampai, per visą dielektriko buvimo elektriniame lauke laiką teka absorbcinės srovės.
Apskritai, elektros srovė j dielektrikoje yra pratekančios srovės suma j sk ir sugerties srovė j ab
j = j sk + j ab.
Sugerties srovę galima nustatyti per poslinkio srovę j cm - elektrinės indukcijos vektoriaus kitimo greitis D
Praeinančią srovę lemia įvairių krūvininkų perdavimas (judėjimas) elektriniame lauke.
2. Elektroninė elektros laidumui būdingas elektronų judėjimas veikiant laukui. Be metalų, jo yra anglijoje, metalų oksiduose, sulfiduose ir kitose medžiagose, taip pat daugelyje puslaidininkių.
3. Joninė – sukeltas jonų judėjimo. Jis stebimas elektrolitų – druskų, rūgščių, šarmų tirpaluose ir lydaluose, taip pat daugelyje dielektrikų. Jis skirstomas į vidinį ir priemaišinį laidumą. Vidinis laidumas atsiranda dėl disociacijos metu gautų jonų judėjimo molekulių. Jonų judėjimą elektriniame lauke lydi elektrolizė – medžiagos perkėlimas tarp elektrodų ir jos išsiskyrimas ant elektrodų. Poliniai skysčiai yra labiau disocijuoti ir turi didesnį elektros laidumą nei nepoliniai skysčiai.
Nepoliniuose ir silpnai poliniuose skystuose dielektrikuose (mineralinėse alyvose, silikoniniuose skysčiuose) elektrinį laidumą lemia priemaišos.
4. Moliono elektrinis laidumas – sukeltas įkrautų dalelių judėjimo vadinamas molions. Jis stebimas koloidinėse sistemose, emulsijose , suspensijos . Molionų judėjimas veikiant elektriniam laukui vadinamas elektroforezė. Atliekant elektroforezę, skirtingai nei elektrolizės metu, nesikeičia santykinė dispersinės fazės koncentracija skirtinguose skysčio sluoksniuose. Elektroforetinis laidumas stebimas, pavyzdžiui, alyvose, kuriose yra emulsinto vandens.
Elektros pralaidumas
Elektros pralaidumas yra dydis, apibūdinantis dielektriko, esančio tarp kondensatoriaus plokščių, talpą. Kaip žinoma, plokščiojo kondensatoriaus talpa priklauso nuo plokščių ploto (ne didesnį plotą plokščių, kuo didesnė talpa), atstumą tarp plokščių arba dielektriko storį (kuo storesnis dielektrikas, tuo mažesnė talpa), taip pat ant dielektriko medžiagos, kurios charakteristika yra elektros laidumas.
Skaitmeniškai elektrinis laidumas yra lygus kondensatoriaus talpos santykiui su bet kuriuo to paties oro kondensatoriaus dielektriku. Norint sukurti kompaktiškus kondensatorius, būtina naudoti dielektrikus su dideliu elektros laidumu. Daugumos dielektrikų elektrinis laidumas yra keli vienetai.
Technologijoje buvo gauti dielektrikai su dideliu ir ypač dideliu elektros laidumu. Pagrindinė jų dalis yra rutilas (titano dioksidas).
1 pav. Terpės elektros laidumas
Dielektrinių nuostolių kampas
Straipsnyje „Dielektrikai“ apžvelgėme dielektriko įtraukimo į nuolatinės ir nuolatinės srovės grandines pavyzdžius. AC. Paaiškėjo, kad tikrame dielektrike, jam veikiant kintamos įtampos suformuotame elektriniame lauke, išsiskiria šiluminė energija. Sugerta galia šiuo atveju vadinama dielektriniais nuostoliais. Straipsnyje „Kintamosios srovės grandinė su talpa“ bus įrodyta, kad idealiame dielektrike talpinė srovė nukreipia įtampą mažesniu nei 90° kampu. Tikrame dielektrike talpinė srovė įtampą veda mažesniu nei 90° kampu. Kampo sumažėjimui įtakos turi nuotėkio srovė, kitaip vadinama laidumo srovė.
Skirtumas tarp 90° ir poslinkio kampo tarp įtampos ir srovės, praeinančios grandinėje su tikruoju dielektriku, vadinamas dielektrinių nuostolių kampu arba nuostolių kampu ir žymimas δ (delta). Dažniau nustatomas ne pats kampas, o šio kampo liestinė -įdegis δ.
Nustatyta, kad dielektriniai nuostoliai yra proporcingi įtampos kvadratui, kintamosios srovės dažniui, kondensatoriaus talpai ir dielektrinių nuostolių kampo tangentei.
Vadinasi, kuo didesnis dielektrinių nuostolių tangentas, tan δ, daugiau nuostolių dielektriko energija, tuo blogesnė dielektriko medžiaga. Medžiagos, kurių santykinai didelis tg δ (0,08–0,1 ar daugiau), yra prastos izoliacinės medžiagos. Medžiagos su santykinai mažu įdegio δ (apie 0,0001) yra geri izoliatoriai.
Leidžiamumas leistinumas
reikšmė ε, rodanti, kiek kartų sąveikos jėga tarp dviejų elektros krūviai terpėje yra mažesnis nei vakuume. IN izotropinė aplinkaε yra susijęs su dielektriniu jautrumu χ ryšiu: ε = 1 + 4π χ. Leidžiamumas anizotropinė aplinka- tenzorius. Dielektrinė konstanta priklauso nuo lauko dažnio; stipriuose elektriniuose laukuose dielektrinė konstanta pradeda priklausyti nuo lauko stiprumo.
LEIDYMASDIELEKTRINIS TĘSTYMUMAS, bematis dydis e, rodantis, kiek kartų sąveikos jėga F tarp elektros krūvių tam tikroje terpėje yra mažesnė už jų sąveikos jėgą F o vakuume:
e =F o /F.
Dielektrinė konstanta parodo, kiek kartų laukas susilpnėja dielektriku (cm. DIELEKTIKA), kiekybiškai apibūdinantis dielektriko savybę poliarizuotis elektriniame lauke.
Medžiagos santykinės dielektrinės konstantos reikšmė, apibūdinanti jos poliarizavimo laipsnį, nustatoma poliarizacijos mechanizmais. (cm. POLARIZACIJA). Tačiau vertė labai priklauso nuo agregacijos būsena medžiagos, nes pereinant iš vienos būsenos į kitą medžiagos tankis, klampumas ir izotropija labai pasikeičia (cm. ISOTROPIJA).
Dujų dielektrinė konstanta
Dujinės medžiagos pasižymi labai mažu tankiu dėl dideli atstumai tarp molekulių. Dėl šios priežasties visų dujų poliarizacija yra nereikšminga, o jų dielektrinė konstanta yra artima vienetui. Dujų poliarizacija gali būti grynai elektroninė arba dipolinė, jei dujų molekulės yra polinės, tačiau šiuo atveju svarbiausia yra elektroninė poliarizacija. Įvairių dujų poliarizacija yra didesnė, tuo daugiau didesnis spindulys
dujų molekulių ir yra skaitiniu požiūriu artimas šių dujų lūžio rodiklio kvadratui.
Dujų priklausomybė nuo temperatūros ir slėgio nustatoma pagal molekulių skaičių dujų tūrio vienete, kuris yra proporcingas slėgiui ir atvirkščiai proporcingas absoliučiai temperatūrai. Oras viduje normaliomis sąlygomis
e =1,0006, o jo temperatūros koeficientas yra apie 2. 10 -6 K -1 .
Skysti dielektrikai gali būti sudaryti iš nepolinių arba polinių molekulių. Nepolinių skysčių e reikšmė nustatoma elektronine poliarizacija, todėl ji yra maža, artima šviesos lūžio kvadrato reikšmei ir dažniausiai neviršija 2,5. Nepolinio skysčio e priklausomybė nuo temperatūros siejama su molekulių skaičiaus tūrio vienete mažėjimu, t.y. su tankio sumažėjimu, o jo temperatūros koeficientas artimas temperatūros koeficientas skysčio tūrinis plėtimasis, bet skiriasi ženklu.
Skysčių, kurių sudėtyje yra, poliarizacija dipolio molekulės, vienu metu nustato elektroniniai ir dipolio relaksacijos komponentai. Tokie skysčiai turi didesnę dielektrinę konstantą daugiau vertės dipolių elektrinis momentas (cm. DIPOLAS) ir su kuo didesnis skaičius molekulių tūrio vienete. Poliarinių skysčių temperatūros priklausomybė yra sudėtinga.
Kietųjų dielektrikų dielektrinė konstanta
IN kietosios medžiagos ah gali imtis įvairių skaitines reikšmes pagal įvairovę struktūrinės ypatybės kietas dielektrikas. Kietuosiuose dielektrikuose galimos visos poliarizacijos rūšys.
Mažiausia e reikšmė randama kietuosiuose dielektrikuose, susidedančiuose iš nepolinių molekulių ir turinčių tik elektroninę poliarizaciją.
Kietieji dielektrikai, kurie yra joniniai kristalai su tankiu dalelių paketu, turi elektroninę ir jonų poliarizaciją ir turi e reikšmes, kurios yra plačiame diapazone (e. akmens druska- 6; e korundas - 10; e rutilas - 110; e kalcio titanatas – 150).
Įvairių neorganinių stiklų e, artėjant prie amorfinių dielektrikų struktūros, yra gana siaurame diapazone nuo 4 iki 20.
Poliariniai organiniai dielektrikai turi dipolio relaksacinę poliarizaciją kietoje būsenoje. e iš šių medžiagų didele dalimi priklauso nuo taikomos įtampos temperatūros ir dažnio, paklūsta tiems patiems dėsniams kaip ir dipolio skysčiams.
Enciklopedinis žodynas. 2009 .
Pažiūrėkite, kas yra „dielektrinė konstanta“ kituose žodynuose:
e reikšmė, rodanti, kiek kartų sąveikos jėga tarp dviejų elektros krūvių terpėje yra mažesnė nei vakuume. Izotropinėje terpėje e yra susijęs su dielektriniu jautrumu su ryšiu: e = 1 + 4pc. Dielektrinė konstanta...... Didysis enciklopedinis žodynas
e vertė, apibūdinanti dielektrikų poliarizaciją veikiant elektrai. laukas E.D.p įtrauktas į Kulono dėsnį kaip dydis, rodantis, kiek kartų yra dviejų sąveikos jėga nemokami mokesčiai dielektrike yra mažesnis nei vakuume. Silpnėja ...... Fizinė enciklopedija
DIELEKTRINIS TĘSTYMUMAS, reikšmė e, parodanti, kiek kartų dviejų elektros krūvių sąveikos jėga terpėje yra mažesnė nei vakuume. E reikšmė labai skiriasi: vandenilis 1,00026, transformatoriaus alyva 2,24, ... ... Šiuolaikinė enciklopedija
- (žymėjimas e), fizikoje viena iš savybių įvairios medžiagos(žr. DIELEKTRIS). Jis išreiškiamas ELEKTROS SRAUTO tankio terpėje ir jį sukeliančio ELEKTROS LAUKO intensyvumo santykiu. Vakuumo dielektrinė konstanta.... Mokslinis ir techninis enciklopedinis žodynas
leistinumas- Medžiagos dielektrines savybes apibūdinantis dydis, izotropinės medžiagos skaliarinis ir anizotropinės medžiagos tenzorius, kurio sandauga pagal elektrinio lauko stiprumą yra lygi elektriniam poslinkiui. [GOST R 52002, 2003]… … Techninis vertėjo vadovas
Leidžiamumas- DIELEKTRINIS TĘSTYMUMAS, reikšmė e, parodanti, kiek kartų dviejų elektros krūvių sąveikos jėga terpėje yra mažesnė nei vakuume. E reikšmė labai skiriasi: vandenilis 1,00026, transformatoriaus alyva 2,24, ... ... Iliustruotas enciklopedinis žodynas
Leidžiamumas- medžiagos dielektrines savybes apibūdinantis dydis, izotropinei medžiagai skaliarinis ir anizotropinei medžiagai tenzorius, kurio sandauga pagal elektrinio lauko stiprumą yra lygi elektriniam poslinkiui... Šaltinis:... ... Oficiali terminija
leistinumas- absoliuti dielektrinė konstanta; pramonė leistinumas Skaliarinis dydis, apibūdinantis dielektriko elektrines savybes lygus santykiui kiekiai elektrinis poslinkis elektrinio lauko stiprio dydžiui... Politechnikos terminų aiškinamasis žodynas
Absoliuti dielektrinė konstanta Santykinė dielektrinė konstanta Vakuuminė dielektrinė konstanta ... Wikipedia
leistinumas- dielektrinė skvarba statusas T sritis chemija apibrėžtis Elektrinio srauto tankio tiriamojoje medžiagoje ir elektrinio lauko stiprio santykis. atitikmenys: angl. dielektrinė konstanta; dielektrinis laidumas; leistinumas rus. dielektrikas...... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Knygos
- Medžiagų savybės. Anizotropija, simetrija, struktūra. Per. iš anglų kalbos , Newnham R.E. Ši knyga skirta anizotropijai ir medžiagų struktūros bei jų savybių ryšiui. Ji apima daugybę temų ir yra savotiška įvadinis kursas fizines savybes...
Medžiagos poliarizavimo lygis apibūdinamas specialia verte, vadinama dielektrine konstanta. Pažiūrėkime, kokia yra ši vertė.
Tarkime, kad įtampa vienodas laukas tarp dviejų įkrautų plokščių vakuume yra lygus E₀. Dabar užpildykime tarpą tarp jų bet kokiu dielektriku. kurie dėl jo poliarizacijos atsiranda ties ribos tarp dielektriko ir laidininko, iš dalies neutralizuoja krūvių poveikį plokštelėms. Įtampa E šios sritiesįtempimas E₀ sumažės.
Patirtis rodo, kad kai tarpas tarp plokščių nuosekliai užpildomas vienodais dielektriniais elementais, lauko stiprumas skirsis. Todėl žinant elektrinio lauko stiprio santykio tarp plokščių reikšmę nesant dielektriko E₀ ir esant dielektrikui E, galima nustatyti jo poliarizaciją, t.y. jo dielektrinė konstanta. Šis kiekis paprastai žymimas Graikiškas laiškasԑ (epsilonas). Todėl galime rašyti:
Dielektrinė konstanta parodo, kiek kartų mažiau šių krūvių dielektrike (homogeniškame) bus nei vakuume.
Krūvių sąveikos jėgos mažėjimą lemia terpės poliarizacijos procesai. Elektriniame lauke elektronai atomuose ir molekulėse redukuojasi jonų atžvilgiu ir t.y. tos molekulės, kurios turi savo dipolio momentas(ypač vandens molekulės) yra orientuotos elektriniame lauke. Šios akimirkos sukuria savo elektrinį lauką, neutralizuojantį lauką, dėl kurio jie atsirado. Dėl to bendras elektrinis laukas mažėja. Mažuose laukuose šis reiškinys apibūdinamas naudojant dielektrinės konstantos sąvoką.
Žemiau yra dielektrinė konstanta vakuume įvairių medžiagų:
Oras…………………………………..1.0006
Parafinas ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Plexiglas (plexiglass)……3-4
Ebonitas…………………………………………
Porcelianas………………………………..7
Stiklas………………………………………..4-7
Žėrutis………………………………………..4-5
Natūralus šilkas............4-5
Šiferis........................6-7
Gintaras…………………12.8
Vanduo…………………………………………….81
Šios medžiagų dielektrinės konstantos reikšmės reiškia 18–20 °C aplinkos temperatūrą. Taigi kietųjų kūnų dielektrinė konstanta šiek tiek skiriasi priklausomai nuo temperatūros, išskyrus feroelektrikus.
Priešingai, dujoms jis mažėja dėl temperatūros padidėjimo ir padidėja dėl slėgio padidėjimo. Praktikoje jis laikomas vienu.
Priemaišos viduje nedideli kiekiai turi mažai įtakos skysčių dielektrinės konstantos lygiui.
Jei į dielektriką įdedami du savavališki taškiniai krūviai, kiekvieno iš šių krūvių sukuriamas lauko stiprumas kito krūvio vietoje sumažėja ԑ kartus. Iš to išplaukia, kad jėga, kuria šie krūviai sąveikauja vienas su kitu, taip pat yra ԑ kartus mažesnė. Todėl į dielektriką dedami įkrovimai išreiškiami formule:
F = (q₁q₂)/(4π–ₐr²),
kur F yra sąveikos jėga, q₁ ir q₂ yra krūvių dydis, ԑ yra absoliuti terpės dielektrinė konstanta, r yra atstumas tarp taškiniai mokesčiai.
ԑ reikšmė gali būti parodyta skaitine forma santykiniai vienetai(lyginant su vakuumo absoliučios dielektrinės konstantos ԑ₀ verte). Reikšmė ԑ = ԑₐ/ԑ₀ vadinama santykine dielektrine konstanta. Jis atskleidžia, kiek kartų sąveika tarp krūvių begalinėje vienalytė aplinka silpnesnis nei vakuume; ԑ = ԑₐ/ԑ₀ dažnai vadinama kompleksine dielektrine konstanta. Skaitinė reikšmėԑ₀ reikšmės, taip pat jo matmenys, priklauso nuo to, kokia vienetų sistema pasirinkta; ir ԑ reikšmė nepriklauso. Taigi SGSE sistemoje ԑ₀ = 1 (šis ketvirtas pagrindinis vienetas); SI sistemoje vakuumo dielektrinė konstanta išreiškiama:
ԑ₀ = 1/(4π˖9˖10⁹) faradas/metras = 8,85˖10⁻¹² f/m (šioje sistemoje ԑ₀ yra išvestinis dydis).
LEIDYMAS (dielektrinė konstanta) - fizinis kiekis, apibūdinantis medžiagos gebėjimą sumažinti jėgas elektrinė sąveikašioje medžiagoje, palyginti su vakuumu. Taigi, d.p parodo, kiek kartų elektrinės sąveikos jėgos yra mažesnės nei vakuume.
D.p yra charakteristika, kuri priklauso nuo dielektrinės medžiagos struktūros. Elektronai, jonai, atomai, molekulės arba atskiros jų dalys bei didesnės bet kokios medžiagos dalys elektriniame lauke yra poliarizuojamos (žr. Poliarizacija), dėl ko išorinis elektrinis laukas neutralizuojamas iš dalies. Jei elektrinio lauko dažnis yra proporcingas medžiagos poliarizacijos laikui, tai tam tikrame dažnių diapazone yra dispersijos koeficiento dispersija, tai yra jo vertės priklausomybė nuo dažnio (žr. Dispersija). Medžiagos d.p priklauso ir nuo atomų ir molekulių elektrinių savybių, ir nuo jų santykinė padėtis, t.y. materijos sandara. Todėl elektrinio laidumo ar jo pokyčių, priklausomai nuo aplinkos sąlygų, nustatymas naudojamas tiriant medžiagos struktūrą, o ypač įvairius organizmo audinius (žr. Biologinių sistemų elektrinis laidumas).
Įvairios medžiagos (dielektrikai), priklausomai nuo jų struktūros ir agregacijos būsenos, turi skirtingų dydžių D. p. (lentelė).
Lentelė. Kai kurių medžiagų dielektrinės konstantos reikšmė
Ypatingą reikšmę medicinos biolo tyrimams turi D. ir tyrimas. poliniuose skysčiuose. Tipiškas jų atstovas yra vanduo, susidedantis iš dipolių, kurie yra orientuoti į elektrinį lauką dėl dipolio ir lauko krūvių sąveikos, dėl kurios atsiranda dipolis arba orientacinė poliarizacija. Didelė vandens slėgio reikšmė (80 prie t° 20°) lemia aukštas laipsnis joje esančių įvairių cheminių medžiagų disociacija. medžiagos ir geras druskų, junginių, bazių ir kitų junginių tirpumas (žr. Disociacija, Elektrolitai). Didėjant elektrolito koncentracijai vandenyje, jo DP reikšmė mažėja (pavyzdžiui, vienvalenčių elektrolitų vandens DP sumažėja vienu, kai druskos koncentracija padidėja 0,1 M).
Dauguma biolo objektų priklauso heterogeniniams dielektrikams. Sąveikaujant biologinio objekto jonams su elektriniu lauku, didelę reikšmę turi sąsajų poliarizacija (žr. Biologinės membranos). Šiuo atveju poliarizacijos dydis yra didesnis, tuo mažesnis elektrinio lauko dažnis. Kadangi biolo, objekto sąsajų poliarizacija priklauso nuo jų pralaidumo (žr.) jonams, akivaizdu, kad efektyvusis D. p didesniu mastu nustatoma pagal membranų būklę.
Kadangi toks sudėtingas nevienalytis objektas kaip biologinis turi poliarizaciją skirtinga prigimtis(koncentracijos, makrostruktūrinės, orientacinės, joninės, elektroninės ir kt.), tada tampa aišku, kad didėjant dažniui dispersijos (dispersijos) pokytis ryškiai išreiškiamas. Tradiciškai išskiriamos trys dinaminio dažnio sklaidos sritys: alfa dispersija (dažniais iki 1 kHz), beta dispersija (dažnis nuo kelių kHz iki dešimčių MHz) ir gama dispersija (dažniai virš 10 9 Hz); biol, objektuose paprastai nėra aiškios ribos tarp sklaidos sričių.
Blogėjant biolo, objekto funkcijai, būklei, D. p dispersija žemais dažniais mažėja, kol visiškai išnyksta (su audinių mirtimi). Įjungta aukšti dažniai D.p reikšmė reikšmingai nesikeičia.
D.p yra matuojamas įvairiuose dažniuose, o priklausomai nuo dažnių diapazono, matavimo metodai taip pat labai keičiasi. Prie dažnių elektros srovė mažesnis nei 1 Hz, matavimas atliekamas taikant bandomąja medžiaga užpildyto kondensatoriaus įkrovimo arba iškrovimo metodą. Žinant įkrovimo ar iškrovimo srovės priklausomybę nuo laiko, galima nustatyti ne tik reikšmę elektros talpa kondensatorius, bet ir nuostoliai jame. Esant dažniams nuo 1 iki 3 10 8 Hz matuojant D. ir. Naudojami specialūs rezonanso ir tilto metodai, leidžiantys visapusiškai ir visapusiškai ištirti įvairių medžiagų dinaminių savybių pokyčius.
Medicininiuose-biologiniuose tyrimuose dažniausiai naudojami simetriški kintamosios srovės tiltai su tiesioginiu išmatuotų dydžių nuskaitymu.
Bibliografija: Dielektrikų ir puslaidininkių aukšto dažnio kaitinimas, red. A. V. Netušila, M. -L., 1959, bibliogr.; S Edunovas B. I. ir Fran k-K a m e-n e c k ir y D. A. Biologinių objektų dielektrinė konstanta, Usp. fizinis Mokslai, t. 79, v. 4, p. 617, 1963, bibliogr.; Elektronika ir kibernetika biologijoje ir medicinoje, vert. iš anglų kalbos, red. P.K. Anokhina, p. 71, M., 1963, bibliogr.; E m e F. Dielektriniai matavimai, trans. iš vokiečių kalbos, M., 1967, bibliogr.
