Permeabilidad dieléctrica
El nivel de polarizabilidad de una sustancia se caracteriza por un valor especial, que se denomina permitividad dieléctrica. Considera lo que es este valor.
Supongamos que la intensidad de un campo homogéneoentre dos placas cargadas en el vacío es igual a E₀. Ahora llene el espacio entre ellos con cualquier dieléctrico. Las cargas eléctricas, que aparecen en el límite entre el dieléctrico y el conductor debido a su polarización, neutralizan parcialmente el efecto de las cargas sobre las placas. La intensidad E de este campo será menor que la intensidad E₀.
La experiencia revela que con una constantellenando el espacio entre placas con dieléctricos iguales, las intensidades de campo serán diferentes. Por lo tanto, conociendo el valor de la relación de la intensidad del campo eléctrico entre las placas en ausencia de un aislante E y en presencia de un aislante E, puede determinarse su polarizabilidad, es decir,. su permeabilidad dieléctrica. Este valor generalmente se denota con la letra griega ԑ (épsilon). Por lo tanto, podemos escribir:
ԑ = E₀ / E.
La constante dieléctrica muestra cuántas veces la intensidad de campo de estas cargas en el dieléctrico (homogénea) será menor que en el vacío.
Reducir la fuerza de interacción entre cargases causado por los procesos de polarización del medio. En un campo eléctrico, los electrones en átomos y moléculas disminuyen con respecto a los iones, y surge un momento dipolar. Es decir. aquellas moléculas que tienen su propio momento dipolar (en particular moléculas de agua) están orientadas en un campo eléctrico. Estos momentos crean su propio campo eléctrico, oponiéndose al campo que causó su aparición. Como resultado, el campo eléctrico total disminuye. En campos pequeños, este fenómeno se describe por el concepto de permitividad dieléctrica.
A continuación se muestra la constante dieléctrica en el vacío de varias sustancias:
Aire ......................................... .... 1,0006
Parafina .............................. .... 2
Plexiglas (plexiglás) ...... 3-4
Ebonita ................................. .. ... 4
Porcelana ................................. .... 7
Vidrio ................................................................. .4-7
Mica ................................. ... .4-5
Seda natural ............ 4-5
Pizarra .............................. 6-7
Ámbar .............................. ... ...... 12.8
Agua .................................... ... .81
Estos valores de la permitividadlas sustancias se refieren a temperaturas ambiente en el rango de 18-20 ° C. Por lo tanto, la constante dieléctrica de los sólidos varía de forma insignificante con la temperatura, excepto los ferroeléctricos.
Por el contrario, disminuye con los gases debido al aumento de la temperatura y aumenta en relación con el aumento de la presión. En la práctica, la constante dieléctrica del aire se toma como unidad.
Las impurezas en pequeñas cantidades tienen poco efecto sobre el nivel de dieléctrica dieléctrica de los líquidos.
Si se colocan dos cargos puntuales arbitrarios endieléctrico, la intensidad del campo creado por cada una de estas cargas en el punto de encontrar otra carga disminuye por un factor de ԑ. De esto se deduce que la fuerza con la que estas cargas interactúan entre sí es también ԑ veces más pequeña. Por lo tanto, la ley de Coulomb para cargas colocadas en un dieléctrico se expresa mediante la fórmula:
F = (q₁q₂) / (ԑₐr²).
en el sistema SI:
F = (q₁q₂) / (4πԑₐr²),
donde F es la fuerza de interacción, q₁ y q₂, son las cargas, ԑ es la permitividad absoluta del medio, y r es la distancia entre las cargas puntuales.
El valor de ԑ se puede mostrar numéricamente enunidades relativas (con respecto a la permitividad absoluta dieléctrica del vacío ԑ₀). La cantidad ԑ = ԑₐ / ԑ₀ se llama la permitividad relativa. Revela cuántas veces la interacción entre cargas en un medio homogéneo infinito es más débil que en un vacío; ԑ = ԑₐ / ԑ₀ a menudo se llama constante dieléctrica compleja. El valor numérico de ԑ₀, así como su dimensionalidad, dependen de qué sistema de unidades se elija; y el valor de ԑ no depende. Por lo tanto, en el sistema CASEC, ԑ₀ = 1 (esta es la cuarta unidad básica); en el sistema SI, la constante dieléctrica del vacío se expresa como:
ԑ₀ = 1 / (4π˖9˖10⁹) Farad / metro = 8.85˖10⁻¹² p / m (en este sistema ԑ₀ es un valor derivado).
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