Różnica między stałą dielektryczną a siłą dielektryczną

Zachowanie dielektryków w polach elektrycznych jest nadal obszarem badań, które zafascynowały niektóre ciekawe umysły, w tym fizyków, inżynierów elektryków, materiałoznawców, a ostatnio także biologów. Ale czym jest dielektryk? Dielektryk jest materiałem izolacyjnym o słabym przewodniku elektrycznym, ale z możliwością magazynowania ładunku elektrycznego. Są one dokładnie przeciwieństwem przewodników, dlatego często nazywane są izolatorami. Zachowanie dielektryków w polach elektrycznych jest zasadniczo jednoczącym podejściem opartym na zasadach fizyki i inżynierii. Potrzebne jest znacznie szersze podejście, aby jak najlepiej zrozumieć dielektryki. Kluczowymi interesującymi właściwościami elektrycznymi są tutaj stała dielektryczna i wytrzymałość dielektryczna.

Wytrzymałość dielektryczna materiału izolacyjnego polega na jego zdolności do działania jako izolator. Jak sama nazwa wskazuje, wytrzymałość dielektryczna jest maksymalnym napięciem, które materiał może wytrzymać w idealnych warunkach, do których nie dochodzi do przebicia elektrycznego w tym materiale. Z drugiej strony stała dielektryczna materiału izolacyjnego to zdolność izolatora do magazynowania energii elektrycznej. W wielu zastosowaniach materiały izolacyjne są wymagane do działania jako kondensatory. Do takich zastosowań najlepiej służą tworzywa sztuczne o wysokiej stałej dielektrycznej. Pozostaje jednak pytanie, czy stała dielektryczna jest tym samym, co siła dielektryczna? W tym artykule wyjaśniono kluczowe różnice między dwiema wielkościami.

Co to jest stała dielektryczna?

Alternatywnie określana jako względna przenikalność, stała dielektryczna materiału izolacyjnego jest wielkością mierzącą zdolność materiału do magazynowania energii elektrycznej w polu elektrycznym. Stała dielektryczna jest względną przenikalnością materiału dielektrycznego. Aby zdefiniować przenikalność ośrodka dielektrycznego, próżnię lub wolną przestrzeń uważa się za ośrodek odniesienia. Zatem względna przenikalność próżni w stosunku do siebie jest jednością. Stała dielektryczna jest zdefiniowana jako stosunek gęstości strumienia elektrycznego w ośrodku dielektrycznym do tego wytwarzanego w próżni przez to samo natężenie pola elektrycznego w identycznych warunkach. Innymi słowy, stała dielektryczna jest stosunkiem pojemności kondensatora z umieszczonym między nimi izolatorem do pojemności tych samych płyt z próżnią między nimi. Mówiąc prosto, stała dielektryczna to zdolność materiału izolacyjnego do magazynowania energii elektrycznej.

Co to jest siła dielektryczna?

W fizyce wytrzymałość dielektryczna materiału izolacyjnego polega na jego zdolności do działania jako izolator bez utraty jego właściwości izolacyjnych. Jest to miara wytrzymałości elektrycznej izolatora wyrażona w woltach na jednostkę grubości (V / mil). Wytrzymałość dielektryczna jest zdefiniowana jako maksymalne napięcie, które można przyłożyć do materiału izolacyjnego przed jego zniszczeniem lub utratą jego właściwości izolacyjnych. Wytrzymałość dielektryczna to maksymalne natężenie pola elektrycznego, które materiał może wytrzymać bez rozpadu. Wszystkie izolatory pozwalają na wyciek niewielkiej ilości prądu przez siebie lub wokół siebie, ale tylko idealny izolator, jeśli taki istnieje, może być całkowicie wolny od niewielkiego prądu upływu. Jest to podstawowa cecha materiału izolacyjnego. Im wyższa wytrzymałość dielektryczna, tym lepsza jakość izolatora.

Różnica między stałą dielektryczną a siłą dielektryczną

1. Definicja stałej dielektrycznej i siły dielektrycznej

- Wytrzymałość dielektryczna materiału izolacyjnego polega na jego zdolności do działania jako izolator. Jak sama nazwa wskazuje, wytrzymałość dielektryczna jest maksymalnym napięciem, które materiał może wytrzymać w idealnych warunkach, do których nie dochodzi do przebicia elektrycznego w tym materiale. Wytrzymałość dielektryczna jest zdefiniowana jako maksymalne napięcie, które można przyłożyć do materiału izolacyjnego przed jego zniszczeniem lub utratą jego właściwości izolacyjnych. Stała dielektryczna określana również jako względna przenikalność materiału, to zdolność materiału izolacyjnego do magazynowania energii elektrycznej.

2. Pomiar

- Stała dielektryczna jest względną przenikalnością materiału dielektrycznego zdefiniowaną jako wielkość mierząca zdolność materiału do magazynowania energii elektrycznej w polu elektrycznym. Odnosi się do stosunku pola elektrycznego w idealnych warunkach do tego wytwarzanego w dowolnym medium. Z drugiej strony wytrzymałość dielektryczna jest miarą wytrzymałości elektrycznej izolatora wyrażoną w woltach na jednostkę grubości (V / mil). Im wyższa wytrzymałość dielektryczna, tym lepsza jakość materiału izolacyjnego. Względną przenikalnością próżni względem siebie jest jedność.

3. Jednostka

- Stała dielektryczna materiału jest stosunkiem przenikalności tego materiału do przenikalności wolnej przestrzeni lub próżni. Ponieważ stała dielektryczna jest względna, nie ma jednostek ani wymiarów. Stała dielektryczna materiału jest po prostu reprezentowana przez liczby. Nazywa się to często przenikalnością względną, a jednostką przenikalności SI jest Farad na metr (F / m). Wytrzymałość dielektryczna jest miarą wytrzymałości elektrycznej materiału jako izolatora i jest wyrażona w woltach na jednostkę grubości. Jednostką SI wytrzymałości dielektrycznej są wolty na metr (V / m). W zwyczajowych jednostkach USA wytrzymałość dielektryczna jest wyrażona w woltach na milę, gdzie mila to 1/1000 cala.

Stała dielektryczna a wytrzymałość dielektryczna: tabela porównawcza

Podsumowanie wersetów Stała dielektryczna Siła dielektryczna

Stała dielektryczna to zdolność materiału izolacyjnego do magazynowania energii elektrycznej w polu elektrycznym. Nazywana również względną przenikalnością materiału, stała dielektryczna to zdolność materiału do koncentracji elektrostatycznych linii strumienia. Ponieważ stała dielektryczna jest względna, nie ma jednostek ani wymiarów. Jest po prostu reprezentowany przez liczby. Wytrzymałość dielektryczna to maksymalne napięcie, które można przyłożyć do materiału izolacyjnego, zanim ulegnie on awarii lub utraci swoje właściwości izolacyjne. Jednostką SI wytrzymałości dielektrycznej są wolty na metr (V / m).