Różnica między stałą dielektryczną a przenikalnością

Badania dielektryków i ich zachowania w polach elektrycznych nadal fascynują zarówno fizyków, jak i inżynierów elektryków. Pomimo faktu, że dielektryki są słabymi przewodnikami elektryczności, odgrywają fundamentalną rolę w obwodach elektronicznych, które potrzebują medium dielektrycznego do zbudowania obwodu. Wymagane jest zatem podstawowe zrozumienie dielektryków i ich właściwości. Materiał dielektryczny jest niczym innym jak izolatorem o słabym przewodniku elektrycznym, co oznacza, że ​​nie pozwalają na przepływ prądu. Są dokładnym przeciwieństwem przewodników. Jak każdy inny materiał, dielektryk to zespół jonów o ładunkach dodatnich i ujemnych. Najważniejszą właściwością dielektryków jest ich przenikalność wraz ze stałą dielektryczną.

Środek izolujący oddzielający naładowane powierzchnie nazywa się dielektrykiem. Zanim przejdziemy do koncepcji przenikalności, ważne jest, aby zrozumieć ściśle powiązaną właściwość, pojemność. Pojemność to zdolność systemu do gromadzenia i przechowywania ładunku elektrycznego. To powiedziawszy, stała dielektryczna jest miarą zdolności materiału do magazynowania energii elektrycznej i jest zdefiniowana jako stosunek pojemności (lub przenikalności) materiału dielektrycznego do pojemności próżni. Dlatego wszystkie wartości pojemności są związane z przenikalnością próżni. Każdy inny materiał dielektryczny ma swoją wartość przenikalności.

Co to jest stała dielektryczna?

Stała dielektryczna jest stosunkiem przenikalności dielektryka w użyciu do przenikalności próżni. Odnosi się do względnej przenikalności materiału dielektrycznego, który posiada zdolność do gromadzenia i magazynowania energii w postaci ładunku elektrycznego. Względna stała dielektryczna jest miarą ilości energii zmagazynowanej w izolatorze dielektrycznym na jednostkę pola elektrycznego. W przypadku dowolnego materiału, czy to polimeru, ceramiki czy metalu, zastosowane pole elektryczne indukuje polaryzację elektryczną w materiale. Zasadniczo wielkość tej polaryzacji jest liniowo proporcjonalna do zastosowanego pola. Stała proporcjonalna nazywana jest przenikalnością, która często nazywana jest stałą dielektryczną. Ponieważ stała dielektryczna jest względną miarą stosunku dwóch podobnych wielkości, nie ma ona żadnej jednostki ani wymiaru; jest po prostu reprezentowany przez liczby. Wszystkie materiały mają stałą dielektryczną większą niż 1.

Co to jest Permittivity?

Przenikalność to zdolność materiału do magazynowania pola elektrycznego w polaryzacji ośrodka. Zwykle przenikalność wyraża się jako przenikalność względna, która jest zdefiniowana jako stosunek przenikalności materiału do przenikalności próżni. Powietrze zbliża się do idealnej próżni, więc stała dielektryczna dla powietrza wynosi w przybliżeniu zero. Zachowanie cząsteczek w polu elektrycznym charakteryzuje się przenikalnością, która jest bardzo ważną wartością, która charakteryzuje wpływ dowolnego pola elektrycznego na zachowanie cząsteczek. W zastosowaniach inżynierskich przenikalność jest często wyrażana w wartościach względnych. Jeśli ε₀ reprezentuje przenikalność wolnej przestrzeni, a ε reprezentuje przenikalność, a następnie przenikalność ε_r wyraża się jako ε_r = ε / ε_0.

Różnica między stałą dielektryczną a przenikalnością

1. Definicja stałej dielektrycznej i przenikalności

- Stała dielektryczna jest stosunkiem przenikalności dielektryka w użyciu do przenikalności próżni. Odnosi się do względnej przenikalności materiału dielektrycznego, który posiada zdolność do gromadzenia i magazynowania energii w postaci ładunku elektrycznego. Z drugiej strony przenikalność to zdolność materiału do magazynowania pola elektrycznego w polaryzacji ośrodka. Zwykle przenikalność wyraża się jako przenikalność względna, która jest zdefiniowana jako stosunek przenikalności materiału do przenikalności próżni.

2. Jednostka stałej dielektrycznej i przenikalności

- Ponieważ stała dielektryczna jest względną miarą stosunku dwóch podobnych wielkości, nie ma ona żadnej jednostki ani wymiaru; jest po prostu reprezentowany przez liczby. Wszystkie materiały mają stałą dielektryczną większą niż 1. Powietrze jest zbliżone do idealnej próżni, a zatem stała dielektryczna dla powietrza wynosi w przybliżeniu zero. Najważniejszą właściwością materiału dielektrycznego jest jego przenikalność. Przenikalność materiału dielektrycznego jest symbolizowana jako ε, co jest związane z przenikalnością próżni. Przenikalność materiału dielektrycznego jest mierzona w Farad na metr (F / m lub F.m^-1). Przenikalność próżniowa, zwana czasem stałą elektryczną, wynosi 8,85 × 10^-12 F / m.

Stała dielektryczna vs. przenikalność: tabela porównawcza

Podsumowanie wersetów stałych dielektrycznych Przenikalność

W skrócie, stała dielektryczna jest miarą zdolności materiału do magazynowania energii elektrycznej i jest zdefiniowana jako stosunek pojemności (lub przenikalności) materiału dielektrycznego do pojemności próżni. Ponieważ stała dielektryczna jest względna, nie ma żadnej jednostki ani wymiaru. Przenikalność jest zwykle wyrażana jako przenikalność względna, która jest stosunkiem przenikalności materiału do przenikalności próżni i jest wyrażana jako, ε_r = ε / ε_0. W zastosowaniach inżynierskich przenikalność jest często wyrażana w wartościach względnych. Przenikalność próżni jest stałą fizyczną równą 8,85 × 10^-12 F / m.