Różnica między stałą dielektryczną a przenikalnością

Badanie dielecrics i ich zachowanie w polach elektrycznych nadal fascynują fizyków, jak i inżynierów elektrycznych. Pomimo faktu, że dielektryki są słabymi przewodnikami energii elektrycznej, odgrywają one fundamentalną rolę w obwodach elektronicznych, które potrzebują medium dielektrycznego do budowy obwodu. W ten sposób wymagane jest podstawowe zrozumienie dielektryków i ich właściwości. Materiał dielektryczny jest niczym innym jak izolatorem ze złym przewodnikiem energii elektrycznej, co oznacza, że ​​nie pozwala na przepływ prądu. Są dokładnym przeciwieństwem przewodników. Jak każdy inny materiał, dielektryk jest montażem jonów o ładunkach dodatnich i ujemnych. Najważniejszą właściwością dielektryków jest ich przenikalność wraz ze stałą dielektryczną.

Powierzchnie naładowane podłoża izolacyjnego 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 przechowywania energii elektrycznej i jest definiowana jako stosunek pojemności (lub przenikalności) materiału dielektrycznego do pojemności próżni. Dlatego wszystkie wartości pojemności są powiązane z przenikalnością próżni. Każdy inny materiał dielektryczny ma swoją wartość przenikalności.

Co to jest stała dielektryczna?

Stała dielektryczna jest stosunkiem przenikalności dielektryki stosowanej do przenikalności próżni. Odnosi się do względnej przenikalności materiału dielektrycznego, który ma zdolność do gromadzenia i przechowywania energii w postaci ładunku elektrycznego. Względna stała dielektryczna jest miarą ilości energii przechowywanej w izolatorze dielektrycznym na jednostkę pola elektrycznego. W przypadku dowolnego materiału, niezależnie od tego, czy jest to polimer, ceramika, czy metal, zastosowane pole elektryczne indukuje polaryzację elektryczną w materiale. Zasadniczo wielkość tej polaryzacji jest liniowo proporcjonalna do przyłożonego pola. Proporcjonalnie stała nazywana jest przenikalnością, która jest często nazywana stałą dielektryczną. Ponieważ stała dielektryczna jest względną miarą stosunku dwóch podobnych ilości, nie ma jednostki ani wymiaru; jest po prostu reprezentowany przez liczby. Wszystkie materiały mają stałą dielektryczną większą niż 1.

Co to jest przenikalność?

Przenikalność to zdolność materiału do przechowywania pola elektrycznego w polaryzacji medium. Zwykle przenikalność jest wyrażana jako względna przenikalność, która jest zdefiniowana jako stosunek materiału materialnego do przenikalności próżni. Powietrze zbliża się do idealnej próżni, więc stała dielektryczna dla powietrza wynosi około zeru. Zachowanie cząsteczek w polu elektrycznym charakteryzuje się przenikalnością, co jest bardzo ważną wartością, która charakteryzuje wpływ dowolnego pola elektrycznego na zachowanie cząsteczek. W aplikacjach inżynieryjnych przenikalność jest często wyrażana we względnie. 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 i przenikalności dielektrycznej

- Stała dielektryczna jest stosunkiem przenikalności dielektryki stosowanej do przenikalności próżni. Odnosi się do względnej przenikalności materiału dielektrycznego, który ma zdolność do gromadzenia i przechowywania energii w postaci ładunku elektrycznego. Z drugiej strony przenikalność jest zdolnością materiału do przechowywania pola elektrycznego w polaryzacji medium. Zwykle przenikalność jest wyrażana jako względna przenikalność, która jest zdefiniowana jako stosunek materiału materialnego do przenikalności próżni.

2. Jednostka stałej i przenikalności dielektrycznej

- Ponieważ stała dielektryczna jest względną miarą stosunku dwóch podobnych ilości, nie ma jednostki ani wymiaru; jest po prostu reprezentowany przez liczby. Wszystkie materiały mają stałą dielektryczną większą niż 1. Powietrze zbliża się do idealnej próżni, więc stała dielektryczna dla powietrza wynosi około zeru. Najważniejszą właściwością materiału dielektrycznego jest jego przenikalność. Przenikalność materiału dielektrycznego jest symbolizowana jako ε, co jest związane z przenikalnością próżni. Przenikalność materiału dielektrycznego mierzona jest w Farad na metr (f/m lub f.M^-1). Przenikalność próżni, czasami nazywana stałą elektryczną wynosi 8.85 × 10^-12 F/m.

Stała dielektryczna vs. Przenikalność: wykres porównawczy

Podsumowanie przenikalności stałych wersetów dielektrycznych

Krótko mówiąc, stała dielektryczna jest miarą zdolności materiału do przechowywania energii elektrycznej i jest definiowana jako stosunek pojemności (lub przenikalności) materiału dielektrycznego do pojemności próżniowej. Ponieważ stała dielektryczna jest względna, nie ma jednostki ani wymiaru. Przenikalność jest zwykle wyrażana jako względna przenikalność, która jest stosunkiem przenikalności materiału do przenikalności próżni i jest wyrażana jako, ε_R = ε/ ε_0. W aplikacjach inżynieryjnych przenikalność jest często wyrażana we względnie. Przenikalność próżni jest stałą fizyczną, która równa się 8.85 × 10^-12 F/m.