Диэлектрическая проницаемость
Диэлектрическая проницаемость показывает, как вещество-диэлектрик влияет на электрическое поле. Если заполнить им пространство между обкладками конденсатора, его ёмкость увеличится, а поле при неизменном заряде ослабнет.
В школьных задачах обычно используют относительную диэлектрическую проницаемость \(\varepsilon\). Она учитывает действие вещества по сравнению с вакуумом. Поляризация диэлектрика, изучаемая на странице поляризация диэлектрика, создаёт внутреннее поле, направленное навстречу внешнему.
Формула и влияние на конденсатор
Для плоского конденсатора, полностью заполненного однородным диэлектриком, ёмкость определяется формулой:
Здесь \(S\) — площадь обкладки, \(d\) — расстояние между обкладками. Поэтому при неизменных \(S\) и \(d\) ёмкость становится в \(\varepsilon\) раз больше по сравнению с вакуумом: \(C=\varepsilon C_0\). Связь ёмкости с зарядом и напряжением описывает формула \(q=CU\).
Если диэлектрик имеет \(\varepsilon=4\), а ёмкость незаполненного конденсатора равна \(2\ мкФ\), после заполнения ёмкость станет \(C=4\cdot2=8\ мкФ\).
Диэлектрическая проницаемость — не то же самое, что электрическая ёмкость. \(\varepsilon\) — свойство вещества и безразмерная величина, а ёмкость \(C\) зависит также от размеров и формы конденсатора и измеряется в фарадах.
Во сколько раз увеличится ёмкость конденсатора при полном заполнении диэлектриком с \(\varepsilon=6\)?
Главное
- Диэлектрическая проницаемость \(\varepsilon\) — безразмерная характеристика диэлектрика, показывающая его влияние на электрическое поле.
- При полном заполнении конденсатора диэлектриком его ёмкость увеличивается в \(\varepsilon\) раз: \(C=\varepsilon C_0\).
- Для плоского конденсатора \(C=\varepsilon\varepsilon_0S/d\); при неизменном заряде поле внутри диэлектрика ослабевает.