Явления като диелектрична чувствителност и диэлектрична проницаемост се срещат не само във физиката, но и в ежедневието. В тази връзка е необходимо да се определи значението на тези явления в науката, тяхното влияние и приложение в ежедневието.
Определяне на напрежението
Интензитетът е векторна величина във физиката, която се изчислява от силата, която въздейства върху единичен положителен заряд, поставен в точката на изследваното поле. След като диелектрикът се постави във външно електростатично поле, той придобива диполен момент, с други думи, става поляризиран. За количествено описание на поляризацията в диелектрика се използва поляризация - векторен физически индекс, изчислен като диполен момент на обемната стойност на диелектрика.
Векторът на интензитета след преминаване през лицето между два диелектрика претърпява резки промени, причинявайки смущения по време на изчисляването на електростатичните полета. В тази връзка се въвежда допълнителна характеристика - векторътелектрическо изместване.
Използвайки диэлектричната проницаемост, можете да разберете колко пъти един диелектрик може да отслаби външно поле. За да се обяснят най-рационално електростатичните полета в диелектриците, се използва векторът на електрическото изместване.
Основни дефиниции
Абсолютната проницаемост на среда е коефициент, който е включен в математическата нотация на закона на Кулон и уравнението на връзката между силата на електрическото поле и електрическата индукция. Абсолютната проницаемост може да бъде представена като произведение на относителната проницаемост на средата и електрическата константа.
Диелектричната чувствителност, наречена поляризуемост на веществото, е физическа величина, която може да бъде поляризирана под въздействието на електрическо поле. Това е и коефициентът на линейна връзка на външното електрическо поле с поляризацията на диелектрика в малко поле. Формулата за диелектричната чувствителност се записва като: X=na.
В повечето случаи диелектриците имат положителна диелектрична чувствителност, докато тази стойност е безразмерна.
Сегнетоелектричеството е физическо явление, присъстващо в определени кристали, наречени фероелектрици, при определени температурни стойности. Състои се в появата на спонтанна поляризация в кристал дори без външно електрическо поле. Разликата между фероелектриците и пироелектриците ече в определени температурни диапазони тяхната кристална модификация се променя и произволната поляризация изчезва.
Електротехниците в областта не се държат като проводници, но споделят общи характеристики. Диелектрикът се различава от проводника по отсъствието на свободни заредени носители. Има ги, но в минимални количества. В проводник, електрон, който се движи свободно в кристалната решетка на метал, ще стане подобен носител на заряд. Въпреки това, електроните в диелектрика са свързани със собствените си атоми и не могат да се движат лесно. След въвеждането на диелектрици в поле с електричество, в него се появява наелектризиране, като проводник. Разликата от диелектрика е, че електроните не се движат свободно в целия обем, както е в проводник. Въпреки това, под въздействието на външно електрическо поле, от вътрешността на молекулата на веществото възниква леко изместване на зарядите: положителното ще се измести в посока на полето, а отрицателното ще бъде обратно.
В това отношение повърхността придобива определен заряд. Процедурата за появата на заряд върху повърхността на веществото под въздействието на електрически полета се нарича диелектрична поляризация. Ако в хомогенен и неполярен диелектрик с определена концентрация на молекули всички частици са еднакви, тогава поляризацията също ще бъде същата. И в случай на диелектрична чувствителност на диелектрика, тази стойност ще бъде безразмерна.
Обвързани такси
Поради процеса на поляризация се появяват некомпенсирани заряди в обема на диелектрично вещество, наречено поляризация или свързано. частици,притежаващи тези заряди, присъстват в зарядите на молекулите и под въздействието на външно електрическо поле се изместват от равновесното положение, без да напускат молекулата, в която се намират.
Свързаните заряди се характеризират с повърхностна плътност. Диелектричната чувствителност и пропускливост на средата определя колко пъти силата на свързване на два електрически заряда в пространството е по-малка от същия индикатор във вакуум.
Относителната въздушна чувствителност и пропускливост на повечето други газове при стандартни условия е близка до единица (поради малката равнина). Относителната диелектрична чувствителност и диелектрична проницаемост във фероелектриците са десетки и стотици хиляди на разделителната повърхност на двойка диелектрици с различна абсолютна проницаемост и чувствителност на веществото, както и равни компоненти на тангенциална якост между тях.
Сред много практически ситуации има среща с прехода на тока от метално тяло към околния свят, докато специфичната проводимост на последния е няколко пъти по-малка от проводимостта на това тяло. Подобни ситуации могат да възникнат, например, по време на преминаване на ток през метални електроди, заровени в земята. Често се използват стоманени електроди. Ако задачата е да се определи диелектричната чувствителност на стъклото, тогава задачата ще бъде донякъде усложнена от факта, че това вещество има свойство на йонна релаксация, поради което малказакъснение.
На границата на двойка диелектрици с различна проницаемост в присъствието на външно поле се появяват поляризационни заряди с различни индекси с различна повърхностна плътност. Така се получава ново условие за пречупване на силовата линия при прехода от диелектрик към друг.
Законът за пречупване в случай на токови линии в неговата форма може да се счита за подобен на закона за пречупване на линиите на изместване на границата на два диелектрика в електростатични полета.
Всяко тяло и субстанция от околния свят има определени електрически свойства. Причината за това се крие в молекулярната и атомната структура - наличието на заредени частици, които са във взаимосвързано или свободно състояние.
Ако веществото не е засегнато от външно поле, тогава такива части са разположени, балансиращи една друга, в общия общ обем, без да създават допълнителни електрически полета. Ако има приложение на електрическа енергия отвън, вътре в съществуващите молекули и атоми ще се появи преразпределение на зарядите, което ще доведе до появата на собствено вътрешно поле, което ще бъде насочено навън.
Когато се обозначава приложеното външно поле като E0 и вътрешно E', тогава цялото поле E ще бъде сумата от тези стойности.
Всички вещества в електричеството обикновено се разделят на:
- проводници;
- диелектрици.
Тази класификация съществува от дълго време, но не е напълно точна, тъй като науката отдавна открива тела с нови или комбиниранисвойства на материята.
Проводници
Като проводими вещества могат да бъдат среди, в които има безплатни заряди. Металите често се считат за такива вещества, тъй като тяхната структура предполага постоянно присъствие на свободни електрони, които могат да се движат вътре в цялата кухина на веществото. Диелектричната чувствителност на средата ви позволява да бъдете участник в термичния процес
Ако проводникът е изолиран от влиянието на външно електрическо поле, тогава вътре в него се появява баланс между положителни и отрицателни заряди. Това състояние веднага изчезва, когато в електрическо поле се появи проводник, който преразпределя заредените частици със своята енергия и провокира появата на небалансирани заряди с положителна и отрицателна стойност на външната повърхност
Това явление се нарича електростатична индукция. Зарядите, които се появяват при неговото действие върху повърхността на метала, се наричат индукционни заряди.
Възникналите в проводника индуктивни заряди създават свое собствено поле, което компенсира влиянието на външното поле вътре в проводника. В тази връзка индикаторът за общото общо електростатично поле ще бъде компенсиран и равен на 0. Потенциалите на всяка точка отвътре и отвън са равни.
Този резултат показва, че вътре в проводника (дори и при свързано външно поле) няма разлика в потенциалите и няма електростатично поле. Този факт се използва при екраниране поради употребатаметод за електрооптична защита на човек и електрическо оборудване, чувствително към полета, особено високоточни измервателни уреди и микропроцесорна технология.
Съществува и връзка между проницаемостта и чувствителността. Въпреки това, тя може да бъде изразена с помощта на формула. Така че връзката между диелектричната константа и диелектричната чувствителност има следното обозначение: e=1+X.
ESD принцип
С помощта на екраниране в енергетиката се използват дрехи и обувки, изработени от материали с проводими свойства, включително шапки, за безопасността на персонала, работещ в условия на високо напрежение, провокирано от устройства с високо напрежение. Електростатичното поле не прониква вътре в проводника, тъй като когато проводникът бъде въведен в електрическото поле, то ще бъде компенсирано от полето, което възниква поради движението на свободните заряди.
Диелектрици
Това име принадлежи към вещества, които имат изолационни качества. Те съдържат само взаимосвързани такси, а не безплатни. Всяка положителна частица в тях ще бъде свързана с отрицателна вътре в атом с общ неутрален заряд без свободно движение. Те се разпределят отвътре в диелектриците и не могат да променят позицията си под въздействието на външни полета. В същото време диелектричната чувствителност на веществото и получената енергия все още водят до определени промени в структурата на веществото. От вътрешността на атома и молекулата съотношението се променяположителни и отрицателни заряди на частицата и допълнителни небалансирани взаимосвързани заряди се появяват на повърхността на веществото, създавайки вътрешно електрическо поле. Той е насочен към напрежението, приложено отвън.
Това явление се нарича диелектрична поляризация. Може да се характеризира с факта, че от вътрешността на веществото възниква електрическо поле, причинено от влиянието на външна енергия, но отслабено от противодействието на вътрешното поле.
Видове поляризация
Вътре в диелектриците, той може да бъде представен от два вида:
- ориентация;
- електронно.
Първият тип има и допълнително име - диполна поляризация. Това свойство е присъщо на диелектриците с изместени центрове при положителен и отрицателен заряд, които създават молекули от малки диполи - неутрална комбинация от двойка заряди. Това явление е типично за течност, сероводород, пренесен азот.
Без влиянието на външно електрическо поле в тези вещества, молекулярните диполи са ориентирани произволно под влиянието на съществуващите температурни промени, когато електрически заряд не се появява от външната страна на диелектрика.
Тази картина се променя под действието на енергия, приложена отвън, когато диполите не променят много своята ориентация и на повърхността се появяват некомпенсирани макроскопични свързани заряди, създавайки поле с посока, обратна на полето, приложено отвън.
Електронна поляризация, еластичнамеханизъм
Това явление се среща в неполярни диелектрици - материали от различен тип с молекули, в които няма диполен момент, който под действието на външно поле се деформира така, че само положителните заряди са ориентирани в посока на вектора на външното поле, а отрицателните заряди - в обратна посока
В резултат на това всяка молекула функционира като електрически дипол, ориентиран по оста на приложеното външно поле. По подобен начин на външната повърхност се появява собствено поле, което има обратна посока.
Поляризация на неполярен диелектрик
За тези вещества промяната на молекулите и последващата поляризация от влиянието на полето отвън не зависи от тяхното движение под влияние на температурата. Метанът CH4 може да се използва като неполярен диелектрик. Числовите показатели на вътрешното поле и за двата диелектрика първоначално ще се променят по големина пропорционално на промяната във външното поле, а след насищане се появяват ефекти от нелинеен тип. Те се появяват, когато всеки молекулен дипол е подреден по силовите линии близо до полярни диелектрици или настъпят промени в неполярните вещества, причинени от силна деформация на атоми и молекули от голямо количество енергия, приложена отвън. В практически случаи това се случва изключително рядко.
Диелектрична константа
Сред изолационните материали сериозна роля се отдава на електрическите индикатори и такава характеристика като диелектрична константа. И двете се оценяват по две различни характеристики:
- абсолютна стойност;
- относителен индикатор.
Терминът абсолютна проницаемост на веществото се отнася до математическата нотация на закона на Кулон. С негова помощ връзката между индукционния вектор и интензитета се описва под формата на коефициент.
