Hằng số điện môi là gì?

Hằng số điện môi là gì?

Đi một vòng quanh căn bếp của bạn, bạn có bao giờ nhận thấy những dụng cụ nấu nướng bằng gốm; sứ có một số điểm tương đồng với thủy tinh, nhựa, mica hay thậm chí là không khí? Bạn đã bao giờ nghĩ đến việc xây dựng một bộ phận điện tử từ chúng? Chắc là không! Bởi vì đặc tính của những vật liệu này thường bị bỏ qua.

Nhiều vật liệu có một đặc tính to lớn; là giữ điện tích của chúng trong khoảng thời gian dài và cả với số lượng lớn. Thuộc tính vật liệu như vậy đề cập đến tính chất điện môi. Nhiều sinh viên bị nhầm lẫn với thuật ngữ hằng số điện môi, tính chất; và thường hỏi điện trở tương đối là gì. Bài viết này sẽ rất hữu ích để hiểu về ý nghĩa hằng số điện môi là gì; và các yếu tố ảnh hưởng đến hằng số điện môi.

Điện môi là gì?

Chất điện môi là vật liệu có tính dẫn điện kém; nhưng có khả năng lưu trữ điện tích (do sự phân cực của chất điện môi). Do đó, chỉ thể hiện dòng dịch chuyển làm cho nó lý tưởng để xây dựng một tụ điện; để lưu trữ và trả lại năng lượng điện.

Nói một cách dễ hiểu, do sự phân cực này, các điện tích dương chuyển động cùng chiều điện trường; và các điện tích âm chuyển động ngược chiều, tạo ra một trường tĩnh điện có thể tồn tại trong một thời gian dài.

Hằng số điện môi là gì?

Vật liệu điện môi là gì?

Vật liệu điện môi có tính dẫn điện yếu nhưng có khả năng lưu trữ điện tích. Có một số vật liệu điện môi, bao gồm chân không, không khí, v.v. Các giá trị của hằng số điện môi của một số vật liệu điện môi bao gồm:

  • Đối với đường hàng không- 1.00059
  • Với thủy tinh- 3,8-14,5
  • Đối với giấy- 3,6
  • Với chân không- 1,00
  • Đối với PVC- 4.0

Hằng số điện môi là gì?

Lý thuyết về hằng số điện môi là gì?

  • Để hiểu ý nghĩa của hằng số điện môi là gì; điều quan trọng trước tiên là phải hiểu lý thuyết đằng sau nó. Hằng số điện môi đóng vai trò là yếu tố chính cần thiết để mô tả tụ điện. Tụ điện là một thiết bị điện tử; được chế tạo bằng cách đặt một tấm cách điện điện môi vào giữa các tấm dẫn kim loại. Đây là lớp được làm từ vật liệu điện môi; quyết định xem tụ điện có thể lưu trữ điện tích cao hay không. Đó là lý do tại sao điều cần thiết là phải chọn vật liệu điện môi tốt nhất; tùy thuộc vào tính chất điện môi.
  • Hằng số điện môi của một vật liệu; cung cấp một số đo về tác dụng của nó đối với tụ điện. Đó là tỉ số giữa điện dung của tụ điện chứa chất điện môi; và điện dung của một tụ điện giống hệt nhưng rỗng.
  • Hằng số điện môi (Dk) của chất dẻo hoặc chất điện môi hoặc vật liệu cách điện; có thể được định nghĩa là tỷ số giữa điện tích được lưu trữ trong vật liệu cách điện; đặt giữa hai tấm kim loại với điện tích có thể tích trữ được khi vật liệu cách điện; được thay thế bằng chân không hoặc không khí. . Nó còn được gọi là điện cho phép hoặc đơn giản là cho phép .

Hằng số điện môi là gì?

 

Công thức hằng số điện môi là gì?

Nó được biểu thị về mặt toán học là:

Hằng số điện môi là gì?

 

 

 

  • C = điện dung sử dụng vật liệu làm tụ điện
  • 0 = điện dung sử dụng chân không làm chất điện môi
  • ε 0 = Cho phép không gian trống (8,85 x 10 -12 F / m tức là Farad trên mét)
  • A = Diện tích tấm / diện tích mặt cắt ngang mẫu
  • T = Độ dày của mẫu

Đơn vị hằng số điện môi là gì?

Vì nó là tỷ lệ của hai thực thể giống nhau, nó là một đại lượng không đơn vị, không thứ nguyên.

Ký hiệu hằng số điện môi là gì?

Khả năng cho phép tương đối của chất điện môi còn được gọi là Hằng số điện môi; được biểu thị bằng cách sử dụng chữ cái Hy Lạp kappa ‘κ’.

Hằng số điện môi cao có nghĩa là gì?

Giá trị cao của hằng số điện môi có nghĩa là giá trị của điện dung có thể đạt cực đại.

Từ công thức tính điện dung của tụ điện bản song song có thể thấy:

C = Kϵ0 A / d

trong đó:

K là hằng số điện môi

C là điện dung của một tụ điện bản song song.

A là diện tích của các tấm dẫn song song

ϵ0 được định nghĩa là khả năng cho phép của không gian trống

d đề cập đến sự ngăn cách giữa các tấm dẫn song song

Do đó, từ công thức này, rõ ràng có hai cách để tăng giá trị của điện dung. Đầu tiên là giảm sự phân cách giữa các tấm dẫn song song; và thứ hai là để nâng cao giá trị hằng số điện môi.

Giá trị hằng số điện môi là gì?

Do đó, giá trị của hằng số điện môi rất quan trọng; trong việc xây dựng các linh kiện điện tử khác nhau. Bảng sau đây đưa ra một số giá trị điển hình của hằng số điện môi:

Vật liệu điện môi Giá trị hằng số điện môi
Hằng số điện môi của chân không 1,00
Hằng số điện môi của không khí 1.00059
Hằng số điện môi của nước 80
Hằng số điện môi của giấy 3.6

Các yếu tố ảnh hưởng đến hằng số điện môi là gì?

Hằng số điện môi phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau như:

  • Tần số: Tần số của điện áp đặt vào là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến hằng số điện môi. Khi tần số của điện áp đặt vào tăng lên; giá trị của hằng số điện môi trở nên phi tuyến tính.
  • Điện áp áp dụng: Khi đặt một điện áp dòng điện một chiều; giá trị của hằng số điện môi giảm; trong khi đặt điện áp xoay chiều sẽ làm tăng giá trị của hằng số điện môi.
  • Nhiệt độ: Khi nhiệt độ thấp, sự liên kết của các phân tử trong vật liệu điện môi rất khó khăn. Bằng cách tăng nhiệt độ, các lưỡng cực trong vật liệu điện môi trở nên ưu thế; dẫn đến sự tăng hằng số điện môi. Nhiệt độ này được gọi là nhiệt độ chuyển tiếp. Nếu nhiệt độ tăng cao hơn nhiệt độ chuyển tiếp; thì hằng số điện môi sẽ giảm dần.
  • Độ ẩm và độ ẩm: Độ bền của vật liệu điện môi giảm khi độ ẩm hoặc độ ẩm tăng lên.
  • Tác dụng đốt nóng: Khi đốt nóng vật liệu điện môi; thì xảy ra hiện tượng mất điện môi. Tổn thất điện môi được định nghĩa là sự tiêu tán năng lượng dưới dạng nhiệt; khi có chuyển động của các phân tử trong vật liệu; khi nó tiếp xúc với điện áp của dòng điện xoay chiều. Điều này diễn ra khi vật liệu hấp thụ năng lượng điện.
  • Cấu trúc và hình thái của vật liệu cũng ảnh hưởng đến hằng số điện môi.
  • Sự suy thoái và phong hóa của vật liệu cũng ảnh hưởng đến hằng số điện môi.

Sự khác biệt giữa điện môi chủ động và thụ động là gì?

Sự khác biệt giữa điện môi chủ động và thụ động là các chất điện môi thích ứng dễ dàng với việc lưu trữ năng lượng điện; được gọi là điện môi hoạt động. Trong khi các chất điện môi hạn chế lưu trữ năng lượng điện được gọi là chất điện môi thụ động.
Áp điện là một ví dụ về chất điện môi hoạt động; trong khi thủy tinh là một ví dụ về chất điện môi thụ động.

Các ứng dụng của hằng số điện môi là gì?

Thiết bị điện tử

Chất điện môi k thấp có điện trở suất thấp; hoặc khả năng phân cực và giữ điện tích thấp. Do đó, chúng có thể được sử dụng để cách ly các dây dẫn mang tín hiệu với nhau. Đó là lý do tại sao chúng là vô giá đối với các mạch tích hợp nhiều lớp rất dày đặc; để bảo vệ chống lại sự suy giảm hiệu suất.

Chất điện môi cao k có điện trở suất cao và có thể dễ dàng phân cực. Đây là lý do tại sao chúng được ưu tiên cho các tụ điện để giữ điện tích; và cho các ô nhớ để lưu trữ dữ liệu kỹ thuật số.

Thời tiết

Khả năng cho phép tương đối của không khí có thể được theo dõi; để biết những thay đổi giúp hiểu rõ hơn về độ ẩm và nhiệt độ.

Hóa học phân tích

Thông tin hằng số điện môi rất quan trọng trong sắc ký; vì các dung môi khác nhau có thể có độ phân cực rất khác nhau.

Công nghệ thông tin

Hằng số điện môi của sợi quang được kiểm soát cẩn thận; thông qua việc đưa các tạp chất vào để điều khiển chiết suất của chúng; và do đó là phương thức truyền ánh sáng (dữ liệu).

Hằng số điện môi là gì?

Ứng dụng của hằng số điện môi trong tương lai

Cho đến nay, công dụng lớn nhất của thông tin hằng số điện môi là trong việc lựa chọn; và tạo ra các vật liệu điện môi tốt nhất để sử dụng trong các hệ thống vi cơ điện tử (MEMS). Thế giới điện tử đang không ngừng nỗ lực; để tạo ra các mạch nhanh hơn trong các gói nhỏ hơn. Việc nghiên cứu hằng số điện môi; đang ngày càng được ứng dụng nhiều hơn trong y học (với sự phát triển van tim vi mô); tự động hóa (với thời gian phản ứng nhanh hơn để triển khai túi khí), hệ thống phòng thủ (dựa trên công nghệ sắt thép số lượng lớn); khám phá không gian (với thiết bị truyền động cực nhạy cho kính thiên văn); và nhiều ứng dụng khác trong thiết bị công nghệ cao.

 

Tóm lược

  • Chất điện môi là chất cách điện hỗ trợ điện tích.
  • Các đặc tính của chất điện môi là do sự phân cực.
  • Có ba cơ chế chính mà sự phân cực phát sinh ở quy mô hiển vi; điện tử (làm biến dạng đám mây điện tử trong nguyên tử), ion (chuyển động của các ion); và định hướng (quay của các lưỡng cực vĩnh viễn).
  • Tụ điện là một thiết bị lưu trữ điện tích; thường là với sự hỗ trợ của vật liệu điện môi. Điện dung của nó được xác định bởi Q = C V
  • Hằng số điện môi κ cho biết khả năng phân cực của chất điện môi. Nó có thể được định nghĩa là tỷ số giữa độ cho phép của chất điện môi; và độ cho phép của chân không.
  • Mỗi cơ chế phân cực có một tần số thư giãn hoặc cộng hưởng đặc trưng. Trong trường xoay chiều, tại mỗi tần số (phụ thuộc vào vật liệu) này; hằng số điện môi sẽ giảm mạnh.
  • Hằng số điện môi cũng bị ảnh hưởng bởi cấu trúc; vì điều này ảnh hưởng đến khả năng phân cực của vật liệu.
  • Các chất điện môi phân cực cho thấy sự giảm hằng số điện môi khi nhiệt độ tăng.
  • Tổn thất điện môi là sự hấp thụ năng lượng; do chuyển động của các điện tích trong trường xoay chiều; và đặc biệt cao xung quanh tần số thư giãn và cộng hưởng của cơ chế phân cực.
  • Điện trường đủ cao có thể làm cho vật liệu bị đánh thủng điện môi và trở nên dẫn điện.

Lời kết

Trên đây là một số thông tin và tri thức cơ bản về hằng số điện môi là gì ? Hy vọng nó sẽ cấp thiết cho những bạn đang cần tìm hiểu. Vì là tri thức cá nhân và thu thập được trên những trang mạng nên ko thể tránh khỏi sơ sót; rất mong được sự đóng góp của khách hàng để bài viết được tuyệt vời hơn.

Đây là bài viết chia sẽ thông tin, bên mình không kinh doanh mặt hàng này. Vui lòng không gọi điện, nhắn tin hỏi hàng. Xin cám ơn !

Công Ty Hưng Phát chân thành cảm ơn các bạn đã xem trang website prosensor.vn của chúng tôi. Khi quý khách có nhu cầu mua các loại cảm biến áp suất nước; các loại đồng hồ áp suất, thiết bị kỹ thuật hãy liên hệ trực tiếp với chúng tôi để được hỗ trợ tư vấn về sản phẩm.

Bài viết liên quan:

Dòng điện trong chất điện phân là gì?

 

 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *