Совет 1: Как найти диэлектрическую проницаемость

Чтобы правильно рассчитать параметры конденсаторов в процессе их разработки и производства, необходимо знать такой параметр как диэлектрическая проницаемость.
Инструкция
1
Диэлектрическая проницаемость ε(относительная) среды — это физическая величина, которая характеризует свойства диэлектрической (изолирующей) среды. Она связана с эффектом поляризации диэлектриков под воздействием электрического поля. Диэлектрическая проницаемостьε показывает, во сколько раз меньше сила взаимодействия электрических зарядов в какой-либо среде, чем в вакууме.
2
Чтобы определить диэлектрическую проницаемость вещества εr, сравните ёмкость конденсатора, взятого как тестовый, с заданным диэлектриком (Cx) и ёмкость этого же конденсатора, но в вакууме (Co): Ɛr = Cx/Co
3
Диэлектрическая проницаемость большинства газов, в том числе воздуха, в обычных условиях приближается к единице (из-за их низкой плотности). Большая часть твёрдых диэлектриков относительная имеет диэлектрическую проницаемость, которая лежит в диапазоне от 2 до 8. В статическом поле диэлектрическая постоянная воды имеет достаточно высокое значение — примерно 80.
4
Вещества с молекулами, которые обладают значительным электрическим диполем, имеют и большое значение диэлектрической проницаемости.К примеру, диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектриков исчисляется десятками и сотнями тысяч.
5
Диэлектрическая проницаемость является одним из важнейших параметров при создании конденсаторов. Применение материалов, которые имеют высокую диэлектрическую проницаемостью, позволяет значительно снизить геометрические размеры конденсаторов.
6
Ёмкость электрических конденсаторов определяется по формуле: C= Ɛr*Ɛo*S/d
Где:

εr — диэлектрическая проницаемость изолятора между обкладками,

εо — электрическая постоянная,

S — площадь поверхности обкладок конденсатора,

d — промежуток между обкладками.

Диэлектрическая проницаемость принимается в расчет также при создании печатных плат.

Совет 2: Как определить диэлектрическую проницаемость

Если провести простой опыт из школьной программы, то можно заметить, что емкость конденсатора зависима от формы, размера и расположения проводников относительно друг друга. А также емкость зависит от свойств диэлектрика, который заполняет пространство между проводниками конденсатора.
Вам понадобится
  • - конденсатор;
  • - эбонитовая пластинка;
  • - электрометр.
Инструкция
1
Возьмите плоский конденсатор. Зарядите его и запишите показания электрометра, который измеряет напряжение на конденсаторе.
2
Вдвиньте теперь в конденсатор приготовленную эбонитовую пластинку. Сразу будет видно уменьшение между обкладками конденсатора разности потенциалов. Как только вы уберете пластинку из эбонита, показания электрометра сразу примут прежние значения. Из этого следует, что при замене воздуха на эбонитовую пластинку между обкладками конденсатора, емкость опытного конденсатора увеличилась.
3
Возьмите вместо эбонита другой диэлектрик и проделайте то же самое с ним – поместите между пластинами конденсатора, запишите показания электрометра. Видно, что полученный результат схож с результатом предыдущего опыта. Вот только изменение конденсаторной емкости будет несколько иным. Так вот, если С0 – конденсаторная емкость в момент, когда между обкладками конденсатора вакуум, а С – емкость в момент, когда между пластинами конденсатора заполнено полностью пространство любым диэлектриком, то С - емкость окажется больше С0 - емкости в ε раз больше. А ε имеет зависимость только лишь от природных свойств диэлектрика.
4
Запишите выводы из опыта, а именно: исследуемая диэлектрическая проницаемость определяется по формуле ε = С/С0.
Видео по теме
Обратите внимание
Чтобы изготовить конденсатор, необходимы диэлектрики только с хорошими свойствами изоляции. Иначе, заряды просто будут утекать через неподходящий диэлектрик. Именно по этой причине вода, например, не подходит для изготовления конденсатора, хотя у нее большая диэлектрическая проницаемость.
Совет полезен?
Значение ε для большинства газов приблизительно к единице, это относится и к воздуху. Связано это с низкой плотностью газов. Диэлектрическая проницаемость у многих твердых диэлектриков варьируется от 2 до 8.
Источники:
  • Диэлектрическая проницаемость
Видео по теме
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500