Диэлектриќ химийн нэвтрэлт́ хүчин чадалорчин - тусгаарлагч (диэлектрик) орчны шинж чанарыг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн, цахилгаан индукцийн хүчдэлээс хамаарлыг харуулсан физик хэмжигдэхүүн. цахилгаан орон.
Энэ нь цахилгаан талбайн нөлөөн дор диэлектрикийн туйлшралын нөлөөгөөр (мөн энэ нөлөөг тодорхойлдог орчны диэлектрик мэдрэмтгий байдлын утгаар) тодорхойлогддог.
Харьцангуй ба үнэмлэхүй диэлектрик тогтмол байдаг.
Харьцангуй диэлектрик тогтмол ε нь хэмжээсгүй бөгөөд орчин дахь хоёр цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн хүч нь вакуумаас хэд дахин бага байгааг харуулдаг. Хэвийн нөхцөлд агаар болон бусад ихэнх хийн хувьд энэ утга нь нэгдмэл байдалтай ойролцоо байна (нягтрал багатай тул). Ихэнх хатуу эсвэл шингэн диэлектрикийн хувьд харьцангуй нэвтрүүлэх чадвар нь 2-8 хооронд хэлбэлздэг (статик талбайн хувьд). Статик талбар дахь усны диэлектрик тогтмол нь нэлээд өндөр байдаг - ойролцоогоор 80. Түүний утга нь их хэмжээний цахилгаан диполь момент бүхий молекултай бодисын хувьд их байдаг. Төмрийн цахилгааны харьцангуй диэлектрик тогтмол нь хэдэн арван, хэдэн зуун мянга юм.
Гадаадын уран зохиол дахь үнэмлэхүй диэлектрик тогтмолыг дотоодын уран зохиолд ε үсгээр тэмдэглэсэн бөгөөд энэ хослолыг голчлон ашигладаг, энд цахилгаан тогтмол байдаг. Үнэмлэхүй диэлектрик тогтмолыг зөвхөн олон улсын нэгжийн системд (SI) ашигладаг бөгөөд индукц ба цахилгаан орны хүчийг өөр өөр нэгжээр хэмждэг. SGS системд үнэмлэхүй диэлектрик тогтмолыг нэвтрүүлэх шаардлагагүй. Үнэмлэхүй диэлектрик тогтмол (цахилгаан тогтмол гэх мэт) нь L −3 M −1 T 4 I² хэмжээтэй байна. Олон улсын нэгжийн системд (SI) нэгж: =F/m.
Диэлектрик тогтмол нь давтамжаас ихээхэн хамаардаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй цахилгаан соронзон орон. Лавлагаа хүснэгтүүд нь ихэвчлэн статик талбайн өгөгдөл эсвэл цөөн тооны нэгж кГц хүртэлх бага давтамжийн өгөгдлийг агуулдаг тул үүнийг үргэлж анхаарч үзэх хэрэгтэй. энэ баримт. Үүний зэрэгцээ эллипсометр ба рефрактометр ашиглан хугарлын илтгэгч дээр үндэслэн харьцангуй диэлектрик тогтмолыг олж авах оптик аргууд бас байдаг. Хүлээн авсан оптик арга(давтамж 10-14 Гц) утга нь хүснэгтийн өгөгдлөөс эрс ялгаатай байх болно.
Жишээлбэл, усны асуудлыг авч үзье. Статик талбайн хувьд (давтамж тэг) хэвийн нөхцөлд харьцангуй диэлектрик тогтмол нь ойролцоогоор 80. Энэ нь хэт улаан туяаны давтамж хүртэл тохиолддог. Ойролцоогоор 2 GHz-ээс эхэлнэ ε rунаж эхэлдэг. Оптик мужид ε rойролцоогоор 1.8 байна. Энэ нь оптик мужид усны хугарлын илтгэгч 1.33 байгаатай нэлээд нийцэж байна. Оптик гэж нэрлэгддэг нарийн давтамжийн мужид диэлектрик шингээлт тэг болж буурдаг бөгөөд энэ нь хүнийг харааны механизмтай болгодог. эх сурвалжийг тодорхойлоогүй 1252 хоног] усны уураар ханасан дэлхийн агаар мандалд. ХАМТ цаашдын өсөлторчны давтамжийн шинж чанар дахин өөрчлөгдөнө. 0-ээс 10 12 (хэт улаан туяаны бүс) давтамжийн муж дахь усны харьцангуй диэлектрик тогтмол байдлын талаар та (Англи хэлээр) уншиж болно.
Диэлектрикийн диэлектрик тогтмол нь цахилгаан конденсаторыг хөгжүүлэх гол үзүүлэлтүүдийн нэг юм. Өндөр диэлектрик дамжуулалттай материалыг ашиглах нь конденсаторын физик хэмжээсийг эрс багасгадаг.
Конденсаторын багтаамжийг дараахь байдлаар тодорхойлно.
Хаана ε r- ялтсуудын хоорондох бодисын диэлектрик тогтмол; ε О- цахилгаан тогтмол, С- конденсаторын хавтангийн талбай, г- хавтангийн хоорондох зай.
Хэвлэмэл хэлхээний хавтанг боловсруулахдаа диэлектрик тогтмол параметрийг харгалзан үздэг. Давхаргын хоорондох бодисын диэлектрик тогтмолын утга нь түүний зузаантай хослуулан цахилгаан давхаргын байгалийн статик багтаамжийн утгад нөлөөлж, самбар дээрх дамжуулагчийн өвөрмөц эсэргүүцэлд ихээхэн нөлөөлдөг.
ЭСЭРГҮҮЦЭЛ цахилгаан, цахилгаан эсэргүүцэлтэй тэнцүү физик хэмжигдэхүүн ( см. ЦАХИЛГААН ЭСЭРГҮҮЦЭЛ) Нэгж урттай (l = 1 м) цилиндр дамжуулагчийн R ба нэгжийн хөндлөн огтлолын талбай (S = 1 м 2).. r = R S/l. Si-д эсэргүүцлийн нэгж нь Ом юм. m Эсэргүүцлийг Омоор илэрхийлж болно. см. Эсэргүүцэл нь гүйдэл дамжих материалын шинж чанар бөгөөд үүнийг хийсэн материалаас хамаарна. r = 1 Ом-тэй тэнцүү эсэргүүцэл. m гэдэг нь энэ материалаар хийгдсэн цилиндр хэлбэрийн дамжуулагч, урт l = 1 м, хөндлөн огтлолын талбай S = 1 м 2 бол R = 1 Ом эсэргүүцэлтэй байна. m. Металлын эсэргүүцлийн утга ( см. МЕТАЛ), сайн дамжуулагч ( см. ДАМЖУУЛАГЧИД), 10 - 8 - 10 - 6 Ом дарааллын утгатай байж болно. м (жишээлбэл, зэс, мөнгө, төмөр гэх мэт). Зарим хатуу диэлектрикийн эсэргүүцэл ( см. ДИЭЛЕКТРИК) 10 16 -10 18 Ом.м (жишээлбэл, кварцын шил, полиэтилен, цахилгаан шаазан гэх мэт) утгад хүрч болно. Олон материалын эсэргүүцлийн утга (ялангуяа хагас дамжуулагч материал ( см. ХАГАС ДАМЖУУЛАГЧ МАТЕРИАЛ)) тэдгээрийн цэвэршүүлэх зэрэг, хайлшлах нэмэлтүүд, дулааны болон механик эмчилгээ гэх мэт зэргээс ихээхэн хамаардаг. Эсэргүүцлийн эсрэг s утгыг гэж нэрлэдэг. дамжуулах чанар: s = 1/r Хувийн цахилгаан дамжуулах чанарыг siemens ( см. SIEMENS (дамжуулагчийн нэгж)) метр тутамд S/m. Цахилгаан эсэргүүцэл (дамжуулагч) нь изотроп бодисын хувьд скаляр хэмжигдэхүүн юм; ба тензор - анизотроп бодисын хувьд. Анизотроп дан талстуудад цахилгаан дамжуулах чанарын анизотропи нь урвуу үр дүнтэй массын анизотропийн үр дагавар юм ( см. ҮР ДҮНТЭЙ МАСС) электрон ба нүхнүүд.
1-6. ТУСГААРЛАЛТЫН ЦАХИЛГААН ДААМЖУУЛАЛТ
Кабель эсвэл утасны тусгаарлагчийг асаах үед тогтмол хүчдэл U a i гүйдэл түүгээр дамжин өнгөрч, цаг хугацааны хувьд өөрчлөгддөг (Зураг 1-3). Энэ гүйдэл нь тогтмол бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй байдаг - дамжуулалтын гүйдэл (i ∞) ба шингээлтийн гүйдэл, энд γ нь шингээлтийн гүйдэлтэй харгалзах дамжуулах чанар; T нь одоогийн i abs анхны утгын 1/e хүртэл буурах хугацаа юм. Хязгааргүй урт хугацааны туршид i abs →0 ба i = i ∞. Диэлектрикийн цахилгаан дамжуулах чанарыг тэдгээрийн дотор тодорхой хэмжээний чөлөөт цэнэгтэй бөөмс: ион ба электронууд байгаагаар тайлбарладаг.
Ихэнх цахилгаан тусгаарлагч материалын хамгийн онцлог шинж чанар нь ионы цахилгаан дамжуулах чанар бөгөөд энэ нь тусгаарлагчид зайлшгүй агуулагдах бохирдуулагч (чийг, давс, шүлт гэх мэт) улмаас боломжтой байдаг. Ионы дамжуулалт бүхий диэлектрикийн хувьд Фарадейгийн хуулийг хатуу дагаж мөрддөг - тусгаарлагчаар дамжин өнгөрөх цахилгааны хэмжээ ба электролизийн үед ялгарах бодисын хэмжээ хоорондын пропорциональ байдал.
Температур нэмэгдэхийн хэрээр цахилгаан тусгаарлагч материалын эсэргүүцэл буурч, томъёогоор тодорхойлогддог.
энд_ρ o, A ба B нь өгөгдсөн материалын тогтмолууд; T - температур, ° К.
Тусгаарлагчийн эсэргүүцэл нь чийгээс ихээхэн хамааралтай байдаг нь гигроскопийн тусгаарлагч материал, гол төлөв утаслаг (цаас, хөвөн утас гэх мэт) байдаг. Тиймээс утаслаг материалыг хатааж, шингээж, чийгэнд тэсвэртэй бүрхүүлээр хамгаална.
Тусгаарлагч материалд зайны цэнэг үүссэнээс хүчдэл нэмэгдэх тусам тусгаарлагчийн эсэргүүцэл буурч болно. Энэ тохиолдолд үүссэн нэмэлт электрон дамжуулалт нь цахилгаан дамжуулах чадварыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Дамжуулах чадвар нь хүчдэлээс ихээхэн хамааралтай байдаг хүчтэй талбайнууд(Я. И. Френкелийн хууль):
хаана γ o - дамжуулах чанар сул талбарууд; a тогтмол байна. Бүх цахилгаан тусгаарлагч материал нь тусгаарлагчийн G-ийн тодорхой утгуудаар тодорхойлогддог. Тусгаарлагч материалын дамжуулах чанар нь 0 байх нь хамгийн тохиромжтой. Бодит тусгаарлагч материалын хувьд кабелийн нэгжийн урт дахь дамжуулалтыг томъёогоор тодорхойлно
Тусгаарлагчийн эсэргүүцэл нь 3-10 11 ом-м-ээс дээш кабель болон диэлектрикийн туйлшралын алдагдал нь дулааны алдагдлаас хамаагүй их байдаг холбооны кабельд дамжуулах чанарыг томъёогоор тодорхойлно.
Харилцаа холбооны технологи дахь тусгаарлагчийн дамжуулалт нь кабелийн судлын тусгаарлагч дахь эрчим хүчний алдагдлыг тодорхойлдог шугамын цахилгаан параметр юм. Дамжуулалтын утгын давтамжаас хамаарах хамаарлыг Зураг дээр үзүүлэв. 1-1. Дамжуулах чадварын харилцан хамаарал - тусгаарлагчийн эсэргүүцэл нь тусгаарлагчийн хэрэглэсэн хүчдэлийн харьцаа юм DC(вольтоор) хэн гоожиж байна (ампераар), i.e.
энд R V нь тусгаарлагчийн зузаанаар гүйдэл дамжих үед үүссэн саадыг тоогоор тодорхойлдог эзэлхүүний тусгаарлагчийн эсэргүүцэл; R S - тусгаарлагчийн гадаргуугийн дагуу гүйдэл дамжуулахад саад тотгорыг тодорхойлдог гадаргуугийн эсэргүүцэл.
Ашигласан тусгаарлагч материалын чанарын практик үнэлгээ нь ом-сантиметрээр (ом*см) илэрхийлсэн тодорхой эзэлхүүний эсэргүүцэл ρ V юм. Тоон утгаараа ρ V нь өгөгдсөн материалаар хийсэн 1 см ирмэгтэй шоо эсэргүүцэлтэй (омоор) тэнцүү бөгөөд хэрэв гүйдэл хоёроор дамждаг бол. эсрэг талын нүүр царайКуба. Хэрэв энэ квадратын эсрэг хоёр талыг зааглаж буй электродуудад гүйдэл гүйж байгаа бол гадаргуугийн тусгай эсэргүүцэл ρ S нь квадратын гадаргуугийн эсэргүүцэлтэй (омоор) тоогоор тэнцүү байна.
Нэг судалтай кабель эсвэл утасны тусгаарлагчийн эсэргүүцлийг томъёогоор тодорхойлно
Диэлектрикийн чийгшлийн шинж чанар
Чийгийн эсэргүүцэл -Энэ нь ханасан байдалд ойрхон усны уурын уур амьсгалд байх үед тусгаарлагчийн найдвартай байдал юм. Материал нь өндөр, өндөр чийгшил бүхий агаар мандалд орсны дараа чийгийн эсэргүүцлийг цахилгаан, механик болон бусад физик шинж чанарын өөрчлөлтөөр үнэлдэг; чийг ба ус нэвтрүүлэх чанар дээр; чийг ба ус шингээлтийн талаар.
Чийг нэвтрүүлэх чадвар -материалын хоёр тал дахь агаарын харьцангуй чийгшлийн зөрүүтэй материалын чийгийн уурыг дамжуулах чадвар.
Чийг шингээх чадвар -ханасан байдалд ойрхон чийглэг орчинд удаан хугацаагаар байх үед материалын усыг шингээх чадвар.
Ус шингээлт -материалын усанд удаан хугацаагаар дүрэх үед ус шингээх чадвар.
Халуун орны эсэргүүцэл ба халуун орнытоног төхөөрөмж – цахилгаан тоног төхөөрөмжийг чийг, хөгц, мэрэгч амьтдаас хамгаалах.
Диэлектрикийн дулааны шинж чанар
Диэлектрикийн дулааны шинж чанарыг тодорхойлохын тулд дараах хэмжигдэхүүнүүдийг ашиглана.
Дулааны эсэргүүцэл– цахилгаан тусгаарлагч материал, бүтээгдэхүүн нь өндөр температурт хор хөнөөл учруулахгүйгээр тэсвэрлэх чадвар огцом өөрчлөлтүүдтемператур. Механик болон мэдэгдэхүйц өөрчлөлт гарах температураар тодорхойлогддог цахилгаан шинж чанарЖишээлбэл, органик диэлектрикт суналт эсвэл гулзайлтын деформаци нь ачааллын дор эхэлдэг.
Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр- материал дахь дулаан дамжуулах үйл явц. Энэ нь туршилтаар тодорхойлогддог дулаан дамжилтын илтгэлцүүрээр тодорхойлогддог λ t λ t нь 1 м зузаантай материалын давхарга, гадаргуугийн хоорондох температурын зөрүүтэй 1 м 2 гадаргуугаар нэг секундын дотор дамждаг дулааны хэмжээ юм. 1 ° К-ийн давхарга. Диэлектрикийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь өргөн хүрээнд харилцан адилгүй байдаг. λ t-ийн хамгийн бага утга нь хий, сүвэрхэг диэлектрик ба шингэн (агаарын хувьд λ t = 0.025 Вт/(м К), усны хувьд λ t = 0.58 Вт/(м К)), өндөр үнэ цэнэталст диэлектриктэй (талст кварцын хувьд λ t = 12.5 Вт/(м К)). Диэлектрикийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь тэдгээрийн бүтэц (хайлсан кварцын хувьд λ t = 1.25 Вт/(м К)) ба температураас хамаарна.
Дулааны тэлэлтДиэлектрикийг шугаман тэлэлтийн температурын коэффициентээр үнэлдэг. 
. Дулааны тэлэлт багатай материалууд нь дүрмээр бол өндөр дулаан эсэргүүцэлтэй байдаг ба эсрэгээр. Дулааны тэлэлтОрганик диэлектрикийн хэмжээ нь органик бус диэлектрикийн тэлэлтээс хамаагүй их (арав, зуу дахин). Тиймээс температурын хэлбэлзлийн үед органик бус диэлектрикээр хийсэн хэсгүүдийн хэмжээсийн тогтвортой байдал нь органиктай харьцуулахад мэдэгдэхүйц өндөр байдаг.
1. Шингээх гүйдэл
Шингээх гүйдэл нь янз бүрийн төрлийн удаан туйлшралын шилжилтийн гүйдэл юм. Тогтмол хүчдэлийн үед шингээлтийн гүйдэл нь диэлектрик дэх тэнцвэрт байдал үүсэх хүртэл урсаж, хүчдэлийг асаах, унтраах үед чиглэлээ өөрчилдөг. Хувьсах хүчдэлтэй бол диэлектрик цахилгаан талбарт байх бүх хугацаанд шингээлтийн гүйдэл урсдаг.
Ерөнхийдөө цахилгаан гүйдэл j диэлектрик дэх гүйдлийн нийлбэр юм j sk ба шингээлтийн гүйдэл j ab
j = j sk + j ab.
Шингээх гүйдлийг хэвийсэн гүйдлээр тодорхойлж болно j см - цахилгаан индукцийн векторын өөрчлөлтийн хурд Д
Дамжуулах гүйдэл нь цахилгаан талбар дахь янз бүрийн цэнэгийн тээвэрлэгчдийн дамжуулалт (хөдөлгөөн) -ээр тодорхойлогддог.
2. Цахимцахилгаан дамжуулах чанар нь талбайн нөлөөн дор электронуудын хөдөлгөөнөөр тодорхойлогддог. Металлуудаас гадна нүүрстөрөгч, металлын исэл, сульфид болон бусад бодисууд, түүнчлэн олон хагас дамжуулагч бодисуудад байдаг.
3. Ионик -ионуудын хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй. Энэ нь электролитийн уусмал, хайлмал - давс, хүчил, шүлт, түүнчлэн олон диэлектрикт ажиглагддаг. Энэ нь дотоод болон хольцгүй дамжуулах чанарт хуваагддаг. Дотоод дамжуулалт нь диссоциацийн үед олж авсан ионуудын хөдөлгөөнөөс шалтгаална молекулууд. Цахилгаан орон дахь ионуудын хөдөлгөөнийг электролиз дагалддаг – электродуудын хооронд бодис шилжих ба электродууд дээр ялгарах. Туйлт шингэн нь туйлшралгүй шингэнтэй харьцуулахад илүү их диссоциацтай, цахилгаан дамжуулах чанар өндөртэй байдаг.
Поляр бус ба сул туйлт шингэн диэлектрик (эрдэс тос, силикон шингэн) -д цахилгаан дамжуулах чанарыг хольцоор тодорхойлно.
4. Молионы цахилгаан дамжуулах чанар -гэж нэрлэгддэг цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн хөдөлгөөнөөс үүссэн молионууд. Энэ нь коллоид систем, эмульсээр ажиглагддаг , түдгэлзүүлэх . Цахилгаан орны нөлөөн дор молионы хөдөлгөөнийг нэрлэдэг электрофорез. Электрофорезын үед электролизээс ялгаатай нь шингэний янз бүрийн давхаргад тархсан фазын харьцангуй концентраци өөрчлөгддөггүй; Жишээлбэл, эмульсжүүлсэн ус агуулсан тосонд электрофоретик дамжуулалт ажиглагддаг.
Цахилгаан нэвчих чадвар
Цахилгаан нэвчих чадварЭнэ нь конденсаторын ялтсуудын хооронд байрлуулсан диэлектрикийн багтаамжийг тодорхойлдог хэмжигдэхүүн юм. Мэдэгдэж байгаагаар хавтгай конденсаторын багтаамж нь хавтангийн талбайгаас хамаарна. илүү том талбайялтсууд, багтаамж их байх тусам ялтсуудын хоорондох зай эсвэл диэлектрикийн зузаан (диэлектрик зузаан байх тусам багтаамж бага байх болно), түүнчлэн диэлектрик материал дээр, тэдгээрийн шинж чанар нь цахилгаан нэвчилт юм.
Тоон утгаараа цахилгаан нэвтрүүлэх чадвар нь ижил агаарын конденсаторын аль ч диэлектриктэй конденсаторын багтаамжийн харьцаатай тэнцүү байна. Компакт конденсаторыг бий болгохын тулд цахилгаан дамжуулах өндөр чадвартай диэлектрикийг ашиглах шаардлагатай. Ихэнх диэлектрикүүдийн цахилгаан нэвтрүүлэх чадвар нь хэд хэдэн нэгж байдаг.
Технологийн хувьд өндөр ба хэт өндөр цахилгаан нэвчилттэй диэлектрикийг олж авсан. Тэдний гол хэсэг нь рутил (титаны давхар исэл) юм.
Зураг 1. Орчны цахилгаан нэвчих чадвар
Диэлектрик алдагдлын өнцөг
"Диэлектрик" нийтлэлд бид тогтмол ба тогтмол гүйдлийн хэлхээнд диэлектрик оруулах жишээг авч үзсэн. АС. Бодит диэлектрик нь хувьсах хүчдэлээс үүссэн цахилгаан талбарт ажиллахад дулааны энерги ялгардаг болох нь тогтоогдсон. Энэ тохиолдолд шингэсэн хүчийг диэлектрик алдагдал гэж нэрлэдэг."Багтаамж агуулсан хувьсах гүйдлийн хэлхээ" нийтлэлд хамгийн тохиромжтой диэлектрикийн хувьд багтаамжийн гүйдэл нь хүчдэлийг 90 ° -аас бага өнцгөөр удирддаг болохыг нотлох болно. Бодит диэлектрикийн хувьд багтаамжийн гүйдэл нь хүчдэлийг 90 ° -аас бага өнцгөөр дамжуулдаг. Өнцгийн бууралт нь алдагдал гүйдлийн нөлөөгөөр нөлөөлдөг бөгөөд өөрөөр хэлбэл дамжуулагч гүйдэл гэж нэрлэдэг.
Бодит диэлектрик бүхий хэлхээнд дамжих хүчдэл ба гүйдлийн хоорондох шилжилтийн өнцгийн 90°-ын зөрүүг диэлектрик алдагдлын өнцөг буюу алдагдлын өнцөг гэж нэрлээд δ (гурвалжин) гэж тэмдэглэнэ. Ихэнхдээ энэ нь өнцөг өөрөө биш, харин энэ өнцгийн тангенсыг тодорхойлдог.бор δ.
Диэлектрикийн алдагдал нь хүчдэлийн квадрат, хувьсах гүйдлийн давтамж, конденсаторын багтаамж, диэлектрик алдагдлын өнцгийн тангенстай пропорциональ байдаг нь тогтоогдсон.
Иймээс диэлектрик алдагдлын тангенс их байх тусам tan δ, the илүү их алдагдалдиэлектрик дэх энерги, диэлектрик материал нь муу байна. Харьцангуй том tg δ (0.08 - 0.1 ба түүнээс дээш дараалалтай) материал нь муу тусгаарлагч юм. Харьцангуй бага бор δ (ойролцоогоор 0.0001) материал нь сайн тусгаарлагч юм.
Зөвшөөрөх чадвар нэвтрүүлэх чадвар
ε утга нь хоёрын хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүчийг хэдэн удаа харуулж байна цахилгаан цэнэгорчинд вакуумтай харьцуулахад бага байна. IN изотроп орчинε нь диэлектрикийн мэдрэмтгий чанар χ-тай: ε = 1 + 4π χ хамаарлаар холбогдоно. Зөвшөөрөх чадвар анизотроп орчин- тензор. Диэлектрик тогтмол нь талбайн давтамжаас хамаарна; хүчтэй цахилгаан талбайд диэлектрик тогтмол нь талбайн хүчнээс хамаарч эхэлдэг.
ЗӨВШӨӨРӨЛӨгөгдсөн орчин дахь цахилгаан цэнэгүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүч F нь вакуум дахь F o харилцан үйлчлэлийн хүчнээс хэд дахин бага болохыг харуулсан диэлектрик тасралтгүй байдал, хэмжээгүй хэмжигдэхүүн e:
e =F o /F.
Диэлектрик тогтмол нь диэлектрикийн нөлөөгөөр талбайг хэдэн удаа сулруулж байгааг харуулдаг (см.ДИЭЛЕКТРИК), цахилгаан талбарт туйлшрах диэлектрикийн шинж чанарыг тоон үзүүлэлтээр тодорхойлдог.
Бодисын туйлшрах чадварыг тодорхойлдог харьцангуй диэлектрик тогтмолын утгыг туйлшралын механизмаар тодорхойлно. (см.Туйлшрал). Гэсэн хэдий ч үнэ цэнэ нь үүнээс ихээхэн хамаардаг нэгтгэх байдалбодис, учир нь нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих үед бодисын нягтрал, зуурамтгай чанар, изотропи ихээхэн өөрчлөгддөг. (см. ISOTROPY).
Хийн диэлектрик тогтмол
Хийн бодисууд нь маш бага нягтралтай байдаг тул хол зайдмолекулуудын хооронд. Үүнээс шалтгаалан бүх хийн туйлшрал нь ач холбогдолгүй бөгөөд тэдгээрийн диэлектрик тогтмол нь нэгдмэл байдалд ойрхон байна. Хийн молекулууд туйлтай бол хийн туйлшрал нь цэвэр электрон эсвэл диполь байж болно, гэхдээ энэ тохиолдолд электрон туйлшрал нь чухал ач холбогдолтой юм. Төрөл бүрийн хийн туйлшрал их байх тусам илүү их байдагилүү том радиус
хийн молекулууд бөгөөд тоон хувьд энэ хийн хугарлын илтгэгчийн квадраттай ойролцоо байна.
Хийн температур ба даралтаас хамаарах хамаарлыг хийн нэгж эзэлхүүн дэх молекулуудын тоогоор тодорхойлдог бөгөөд энэ нь даралттай пропорциональ, үнэмлэхүй температуртай урвуу хамааралтай байдаг. Агаар орж байнахэвийн нөхцөл
e =1.0006, температурын коэффициент нь 2 орчим байна. 10 -6 К -1 .
Шингэн диэлектрик нь туйлшралгүй эсвэл туйлшралгүй молекулуудаас бүрдэж болно. Туйлтгүй шингэний e утгыг электрон туйлшралаар тодорхойлдог тул бага хэмжээтэй, гэрлийн хугарлын квадратын утгатай ойролцоо, ихэвчлэн 2.5-аас ихгүй байдаг. Туйлтгүй шингэний e-ийн температураас хамаарах хамаарал нь нэгж эзэлхүүн дэх молекулын тоо буурч, өөрөөр хэлбэл нягтрал буурахтай холбоотой бөгөөд түүний температурын коэффициент ойролцоо байна. температурын коэффициентшингэний эзэлхүүний тэлэлт, гэхдээ тэмдгээр ялгаатай.
агуулсан шингэний туйлшрал диполь молекулууд, электрон ба диполь-тайвшруулах бүрэлдэхүүн хэсгүүдээр нэгэн зэрэг тодорхойлогддог. Ийм шингэн нь диэлектрик тогтмол өндөр байх тусмаа өндөр байдаг илүү үнэ цэнэдиполын цахилгаан момент (см.ДИПОЛ)мөн юугаар илүү их тоонэгж эзэлхүүн дэх молекулууд. Туйлын шингэний температурын хамаарал нь нарийн төвөгтэй байдаг.
Хатуу диэлектрикийн диэлектрик тогтмол
IN хатуу бодисаа янз бүрийн авч болно тоон утгуудолон янз байдлын дагуу бүтцийн онцлогхатуу диэлектрик. Хатуу диэлектрикийн хувьд бүх төрлийн туйлшрал боломжтой.
e-ийн хамгийн бага утга нь туйлшралгүй молекулуудаас бүрдэх, зөвхөн электрон туйлшралтай хатуу диэлектрикт байдаг.
Хатуу диэлектрикүүд нь ионы талстуудбөөмсийн нягт савлагаатай, электрон ба ионы туйлшралтай, өргөн хүрээнд орших e утгатай (e) чулуун давс- 6; e корунд - 10; e рутил - 110; e кальцийн титанат - 150).
Аморф диэлектрикийн бүтцэд ойртож буй төрөл бүрийн органик бус шилний e нь 4-20 хооронд харьцангуй нарийхан зайд оршдог.
Туйлын органик диэлектрик нь хатуу төлөвт диполь-тайвшрах туйлшралтай байдаг. Эдгээр материалын д их хэмжээгээрдиполь шингэнтэй ижил хуулийг дагаж мөрдөж байгаа хүчдэлийн температур ба давтамжаас хамаарна.
Нэвтэрхий толь бичиг. 2009 .
Бусад толь бичигт "диэлектрик тогтмол" гэж юу болохыг харна уу.
Дундаж дахь хоёр цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн хүч вакуумаас хэд дахин бага байгааг харуулсан e-ийн утга. Изотроп орчинд e нь диэлектрикийн мэдрэмжтэй холбоотой: e = 1 + 4pc. Диэлектрик тогтмол...... Том нэвтэрхий толь бичиг
Цахилгааны нөлөөн дор диэлектрикийн туйлшралыг тодорхойлдог e утга. талбайн E.D.p. нь хоёрын харилцан үйлчлэлийн хүчийг хэд дахин харуулсан хэмжигдэхүүнээр Кулоны хуульд орсон болно үнэгүй төлбөрдиэлектрик нь вакуумтай харьцуулахад бага байдаг. Сулрах ...... Физик нэвтэрхий толь бичиг
ДИЭЛЕКТРИЙН ЗАГВАРЛАЛ, Дунд дахь хоёр цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэх хүч нь вакуум дахь цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн хүчнээс хэд дахин бага болохыг харуулсан утга e. e-ийн утга нь маш их ялгаатай: устөрөгч 1.00026, трансформаторын тос 2.24, ... ... Орчин үеийн нэвтэрхий толь бичиг
- (тэмдэглэгээ e), физикийн хувьд шинж чанаруудын нэг төрөл бүрийн материал(ДИЭЛЕКТРИЙГ үзнэ үү). Энэ нь орчин дахь ЦАХИЛГААН УРСГАЛЫН нягтыг түүнийг үүсгэгч ЦАХИЛГААН ХЭЛБЭРИЙН эрчимтэй харьцуулсан харьцаагаар илэрхийлэгдэнэ. Вакуум диэлектрик тогтмол...... Шинжлэх ухаан, техникийн нэвтэрхий толь бичиг
нэвтрүүлэх чадвар- Бодисын диэлектрик шинж чанарыг тодорхойлсон хэмжигдэхүүн, изотроп бодисын хувьд скаляр, анизотроп бодисын хувьд тензор, цахилгаан орны хүчдлийн үржвэр нь цахилгаан шилжилттэй тэнцүү байна. [ГОСТ R 52002 2003]…… Техникийн орчуулагчийн гарын авлага
Зөвшөөрөх чадвар- ДИЭЛЕКТРИЙН ЗАГВАРЛАЛ, е утга нь орчин дахь хоёр цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн хүч вакуум дахьхээс хэд дахин бага болохыг харуулдаг. e-ийн утга нь маш их ялгаатай: устөрөгч 1.00026, трансформаторын тос 2.24, ... ... Зурагт нэвтэрхий толь бичиг
Зөвшөөрөх чадвар- бодисын диэлектрик шинж чанарыг тодорхойлох хэмжигдэхүүн, изотроп бодисын хувьд скаляр, анизотроп бодисын хувьд тензор, цахилгаан орны хүчдлийн үржвэр нь цахилгаан шилжилттэй тэнцүү байна... Эх сурвалж:... ... Албан ёсны нэр томъёо
нэвтрүүлэх чадвар- үнэмлэхүй диэлектрик тогтмол; аж үйлдвэр нэвтрүүлэх чадвар Скаляр хэмжигдэхүүн, диэлектрикийн цахилгаан шинж чанарыг тодорхойлдог харьцаатай тэнцүү байнатоо хэмжээ цахилгаан шилжилтцахилгаан орны хүч чадлын хэмжээнд... Политехникийн нэр томъёоны тайлбар толь бичиг
Үнэмлэхүй диэлектрик тогтмол Харьцангуй диэлектрик тогтмол Вакуум диэлектрик тогтмол ... Википедиа
нэвтрүүлэх чадвар- dielektrinė skvarba statusas T sritis chemija apibrėžtis Elektrinio srauto tankio tiriamojoje medžiagoje ir elektrinio lauko stiprio santykis. attikmenys: англи хэл. диэлектрик тогтмол; диэлектрик нэвтрүүлэх чадвар; нэвтрүүлэх чадвар орос. диэлектрик...... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Номууд
- Материалын шинж чанар. Анизотропи, тэгш хэм, бүтэц. Пер. англи хэлнээс , Newnham R.E. Энэхүү ном нь анизотропи ба материалын бүтэц, тэдгээрийн шинж чанарын харилцаанд зориулагдсан болно. Энэ нь өргөн хүрээний сэдвийг хамардаг бөгөөд нэг төрөл юм танилцуулах курсфизик шинж чанар ...
Бодисын туйлшралын түвшин нь диэлектрик тогтмол гэж нэрлэгддэг тусгай утгаар тодорхойлогддог. Энэ үнэ цэнэ юу болохыг авч үзье.
хурцадмал байдал гэж үзье жигд талбайвакуум дахь хоёр цэнэглэгдсэн хавтангийн хооронд E₀ тэнцүү байна. Одоо тэдгээрийн хоорондох зайг ямар ч диэлектрикээр дүүргэцгээе. туйлшралын улмаас диэлектрик ба дамжуулагчийн хоорондох хил дээр гарч ирэх нь ялтсууд дээрх цэнэгийн нөлөөг хэсэгчлэн саармагжуулдаг. Хүчдэл E энэ талбайн E₀ хурцадмал байдал багасна.
Туршлагаас харахад ялтсуудын хоорондох зайг тэнцүү диэлектрикээр дараалан дүүргэх үед талбайн хүч өөр өөр байх болно. Тиймээс диэлектрик E₀ байхгүй ба диэлектрик E байгаа үед ялтсуудын хоорондох цахилгаан талбайн хүч чадлын харьцааны утгыг мэдэхийн тулд түүний туйлшралыг тодорхойлж болно, өөрөөр хэлбэл. түүний диэлектрик тогтмол. Энэ хэмжээг ихэвчлэн тэмдэглэдэг Грек үсэгԑ (эпсилон). Тиймээс бид дараахь зүйлийг бичиж болно.
Диэлектрик тогтмол нь диэлектрик (нэг төрлийн) дэх эдгээр цэнэгүүд вакуум дахь цэнэгүүдээс хэд дахин бага байхыг харуулдаг.
Цэнэгүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүч буурах нь орчны туйлшралын процессоос үүдэлтэй. Цахилгаан талбарт атом ба молекул дахь электронууд ионуудтай харьцуулахад багасч, өөрөөр хэлбэл гарч ирдэг. өөрийн гэсэн молекулууд диполь момент(ялангуяа усны молекулууд) цахилгаан талбарт чиглэсэн байдаг. Эдгээр мөчүүд нь өөрсдийнхөө цахилгаан талбарыг бий болгож, тэдний гадаад төрхийг бий болгосон талбарыг эсэргүүцдэг. Үүний үр дүнд нийт цахилгаан орон багасна. Жижиг талбайнуудад энэ үзэгдлийг диэлектрик тогтмол гэсэн ойлголтыг ашиглан тайлбарладаг.
Вакуум дахь диэлектрик тогтмолыг доор харуулав янз бүрийн бодисууд:
Агаарын ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………1.0006
Парафин…………………………2
Plexiglas (plexiglass)……3-4
Эбонит……………………………..…4
Шаазан………………………………7
Шилэн……………………………………….4-7
Гялтгануур ………………………………..4-5
Байгалийн торго............4-5
Шифер......................6-7
Хув………………12.8
Ус……………………………………….81
Бодисын диэлектрик тогтмолын эдгээр утгууд нь 18-20 ° C-ийн орчны температурт хамаарна. Тиймээс хатуу биетүүдийн диэлектрик дамжуулалт нь төмөр цахилгааныг эс тооцвол температураас бага зэрэг өөрчлөгддөг.
Үүний эсрэгээр хийн хувьд температурын өсөлтөөс болж буурч, даралт ихсэх тусам нэмэгддэг. Практикт үүнийг нэг гэж үздэг.
Доторх хольц бага хэмжээгээршингэний диэлектрик дамжуулалтын түвшинд бага нөлөө үзүүлдэг.
Хэрэв дурын хоёр цэгийн цэнэгийг диэлектрикт байрлуулсан бол нөгөө цэнэгийн байршилд эдгээр цэнэг тус бүрийн үүсгэсэн талбайн хүч нь ԑ дахин багасна. Үүнээс үзэхэд эдгээр цэнэгүүд хоорондоо харилцан үйлчлэх хүч нь мөн ԑ дахин бага байна. Тиймээс диэлектрикт байрлуулсан цэнэгийн хувьд үүнийг дараах томъёогоор илэрхийлнэ.
F = (q₁q₂)/(4πԑₐr²),
Энд F нь харилцан үйлчлэх хүч, q₁ ба q₂ нь цэнэгийн хэмжээ, ԑ нь орчны үнэмлэхүй диэлектрик тогтмол, r нь хоорондын зай юм. цэгийн төлбөр.
ԑ-ийн утгыг тоогоор харуулж болно харьцангуй нэгжүүд(вакуум ԑ₀ үнэмлэхүй диэлектрик тогтмолын утгатай хамааралтай). ԑ = ԑₐ/ԑ₀ утгыг харьцангуй диэлектрик тогтмол гэж нэрлэдэг. Энэ нь хязгааргүйд цэнэгүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэлийг хэдэн удаа харуулдаг нэгэн төрлийн орчинвакуумтай харьцуулахад сул; ԑ = ԑₐ/ԑ₀-ийг ихэвчлэн нарийн төвөгтэй диэлектрик тогтмол гэж нэрлэдэг. Тоон утгаԑ₀-ийн утга, түүнчлэн түүний хэмжээс нь аль нэгжийн системийг сонгохоос хамаарна; мөн ԑ-ийн утга нь хамаарахгүй. Тиймээс, SGSE системд ԑ₀ = 1 (энэ дөрөв дэх үндсэн нэгж); SI системд вакуум диэлектрик тогтмолыг дараах байдлаар илэрхийлнэ.
ԑ₀ = 1/(4π˖9˖10⁹) фарад/метр = 8.85˖10⁻¹² f/m (энэ системд ԑ₀ нь үүсмэл хэмжигдэхүүн юм).
ЗӨВШӨӨРӨЛ (диэлектрик тогтмол) - физик хэмжигдэхүүн, бодисын хүчийг багасгах чадварыг тодорхойлдог цахилгаан харилцан үйлчлэлвакуумтай харьцуулахад энэ бодис дахь . Иймээс d.p нь бодис дахь цахилгаан харилцан үйлчлэлийн хүч вакуум дахь хүчнээс хэд дахин бага байгааг харуулж байна.
D.p. нь диэлектрик бодисын бүтцээс хамаарах шинж чанар юм. Цахилгаан орон дахь аливаа бодисын электрон, ион, атом, молекул эсвэл тэдгээрийн салангид хэсгүүд болон илүү том хэсгүүд нь туйлширсан байдаг (Туйлшралыг үзнэ үү), энэ нь гадаад цахилгаан орныг хэсэгчлэн саармагжуулахад хүргэдэг. Хэрэв цахилгаан талбайн давтамж нь тухайн бодисын туйлшралын хугацаатай тохирч байвал тодорхой давтамжийн мужид тархалтын хүчин зүйлийн тархалт, өөрөөр хэлбэл түүний утгын давтамжаас хамаарах хамаарал байдаг (Таралтын хэсгийг үзнэ үү). Бодисын d.p нь атом ба молекулуудын цахилгаан шинж чанараас хамаарна харьцангуй байрлал, өөрөөр хэлбэл материйн бүтэц. Тиймээс хүрээлэн буй орчны нөхцлөөс хамааран цахилгаан дамжуулах чанар эсвэл түүний өөрчлөлтийг тодорхойлох нь бодисын бүтэц, ялангуяа биеийн янз бүрийн эд эсийг судлахад ашиглагддаг (Биологийн системийн цахилгаан дамжуулах чанарыг үзнэ үү).
Төрөл бүрийн бодисууд (диэлектрикүүд) нь бүтэц, нэгтгэх төлөв байдлаасаа хамаарч байдаг өөр өөр хэмжээтэй D. p. (хүснэгт).
Хүснэгт. Зарим бодисын диэлектрик дамжуулалтын утга
Эмнэлгийн биологийн судалгаанд онцгой ач холбогдолтой нь D. ба. туйлын шингэнд. Тэдгээрийн ердийн төлөөлөгч бол диполь ба талбайн цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн улмаас цахилгаан талбарт чиглэсэн диполуудаас бүрдэх ус бөгөөд энэ нь диполь эсвэл чиг баримжаатай туйлшрал үүсэхэд хүргэдэг. Усны даралтын өндөр утгыг (t° 20°-д 80) тодорхойлно өндөр зэрэгтэйтүүний доторх янз бүрийн химийн бодисын диссоциаци. бодис, давс, нэгдлүүд, суурь болон бусад нэгдлүүдийн сайн уусах чадвар (Дассоциац, Электролитуудыг үзнэ үү). Усан дахь электролитийн концентраци нэмэгдэх тусам түүний DP-ийн утга буурдаг (жишээлбэл, нэг валент электролитийн хувьд давсны концентраци 0.1 М-ээр нэмэгдэхэд усны DP нэгээр буурдаг).
Ихэнх биол объектууд нь гетероген диэлектрикт хамаардаг. Биологийн объектын ионуудыг цахилгаан оронтой харьцахдаа интерфэйсүүдийн туйлшрал чухал ач холбогдолтой (Биологийн мембраныг үзнэ үү). Энэ тохиолдолд туйлшралын хэмжээ их байх тусам цахилгаан талбайн давтамж бага байх болно. Биолын интерфейсийн хилийн туйлшрал нь объектын ионуудын нэвчилтээс хамаардаг (харна уу) нь үр дүнтэй D. p илүү их хэмжээгээрмембраны төлөвөөр тодорхойлогддог.
Учир нь биологийнх шиг ийм нарийн төвөгтэй гетероген объектын туйлшрал байдаг өөр мөн чанар(баяжуулалт, макро бүтэц, чиг баримжаа, ион, электрон гэх мэт), дараа нь давтамж нэмэгдэх тусам дисперсийн өөрчлөлт (тархалт) огцом илэрхийлэгдэх нь тодорхой болно. Уламжлал ёсоор динамик давтамжийн тархалтын гурван бүсийг ялгадаг: альфа тархалт (1 кГц хүртэл давтамжтай), бета дисперс (хэдэн кГц-ээс хэдэн арван МГц хүртэлх давтамж) ба гамма дисперс (10 9 Гц-ээс дээш давтамж); Биолд объектуудын тархалтын талбайн хооронд тодорхой хил хязгаар байдаггүй.
Биолын үйл ажиллагаа, объектын төлөв байдал муудаж, бага давтамжтайгаар D. p-ийн тархалт нь бүрэн арилах хүртэл буурдаг (эд эсийн үхэл). Асаалттай өндөр давтамжууд D.p-ийн утга нь мэдэгдэхүйц өөрчлөгддөггүй.
D.p. нь өргөн хүрээний давтамжаар хэмжигддэг бөгөөд давтамжийн мужаас хамааран хэмжилтийн аргууд нь мөн ихээхэн өөрчлөгддөг. Давтамжаар цахилгаан гүйдэл 1 Гц-ээс бага давтамжтай бол хэмжилтийг туршилтын бодисоор дүүргэсэн конденсаторыг цэнэглэх эсвэл цэнэглэх аргыг ашиглан гүйцэтгэнэ. Цэнэглэх эсвэл цэнэглэх гүйдлийн цаг хугацааны хамаарлыг мэдэхийн тулд та зөвхөн утгыг төдийгүй утгыг тодорхойлох боломжтой. цахилгаан багтаамжконденсатор, гэхдээ түүний доторх алдагдал. 1-ээс 3 хүртэлх давтамжтайгаар 10 8 Гц хэмжих D. ба. Тусгай резонансын болон гүүрний аргуудыг ашигладаг бөгөөд энэ нь янз бүрийн бодисын динамик шинж чанарын өөрчлөлтийг хамгийн бүрэн гүйцэд, цогц байдлаар судлах боломжийг олгодог.
Анагаах ухаан-биологийн судалгаанд хэмжсэн хэмжигдэхүүнийг шууд унших тэгш хэмтэй ээлжит гүйдлийн гүүрийг ихэвчлэн ашигладаг.
Ном зүй:Диэлектрик ба хагас дамжуулагчийг өндөр давтамжийн халаалт, ed. A.V. Нетушила, М. -Л., 1959, библиогр.; S Edunov B. I. and Fran k-K a m e-n e c k and y D. A. Биологийн объектын диэлектрик тогтмол, Usp. физик Шинжлэх ухаан, боть 79, v. 4, х. 617, 1963, библиогр.; Биологи, анагаах ухаанд электроник ба кибернетик, транс. англи хэлнээс, ed. П.К.Анохина, х. 71, М., 1963, библиогр.; E m e F. Диэлектрик хэмжилт, транс. Германаас, М., 1967, библиогр.
