Site Loader

Содержание

Электричество и магнетизм

Здесь — вектор дипольного момента одной молекулы, суммирование ведётся по всем молекулам, находящимся внутри физически бесконечно малого объема   . Например, рассмотрим однородно поляризованный шар (рис. 3.17). 

 

Рис. 3.17. Поляризованность и электрическое поле однородно поляризованного шара 

При поляризации неполярного диэлектрика электронная оболочка атома или молекулы деформируется — электроны смещаются против поляризующего поля, ядра смещаются по полю. Возникает некоторое расстояние между ранее (в отсутствие поляризующего поля) совпадавшими центрами положительных и отрицательных зарядов. В результате атом или молекула приобретают некоторый наведенный дипольный момент. 

Более или менее очевидно, что наведенный дипольный момент будет пропорционален величине внешнего электрического поля. Понять это можно, рассматривая поведение потенциальной энергии П(x

) взаимодействия двух частиц, где х — расстояние между ними. Пусть равновесному состоянию соответствует расстояние (частицы находятся в одной точке и дипольный момент отсутствует). При малых отклонениях от положения равновесия в разложении потенциальной энергии в ряд Тейлора можно ограничиться несколькими первыми членами

Учитывая, что первая производная в точке равновесия равна нулю и что вторая производная в этой точке положительна , получаем, что вблизи точки устойчивого равновесия потенциальная энергия ведет себя как

Соответственно, при отклонении от этого положения возникает сила

,

подобная силе упругости при растяжении пружины. Если заряды в молекуле «соединены» такой «пружиной», то при наложении поля Е новое равновесное расстояние между частицами будет определяться соотношением

В результате находим величину возникшего под действием поля дипольного момента

Умножая наведенный дипольный момент на концентрацию поляризованных молекул N/V (N — их полное число в объеме V), получаем поляризованность диэлектрика

               

(3. 16)

Если записать поляризованность (3.16) в виде

 

где константа (для данного вещества)  по определению есть диэлектрическая восприимчивость вещества, то для , то в рамках данной модели диэлектрическую восприимчивость можно вычислить по нижеследующей формуле

  

У молекул, называемых полярными, центры положительных и отрицательных зарядов сдвинуты друг относительно друга, поэтому такая молекула имеет собственный дипольный момент. При помещении такой молекулы в электрическое поле её электронная оболочка деформируется, расстояние между центрами зарядов увеличивается и к исходному собственному дипольному моменту добавляется некоторый наведенный дипольный момент. Однако, можно показать, что этот дополнительный наведенный дипольный момент много меньше собственного. Разумеется, это справедливо, если поляризующее поле много меньше поля, существующего внутри молекулы.

По порядку величины внутримолекулярное поле равно атомной единице напряженности электрического поля:  В/м. В написанном выражении для атомной единицы напряженности электрического поля  масса электрона,  его заряд,  постоянная Планка. Учитывая, что, например, «пробойная» — приводящая к искровому разряду – напряженность поля для сухого воздуха составляет всего  В/м, то есть на пять порядков меньше, можно утверждать, что в подавляющем большинстве экспериментов наведенным дипольным моментом, при наличии собственного, можно пренебречь. В дальнейшем, при рассмотрении поляризации дипольных диэлектриков, этот эффект (наведение дополнительного момента) учитываться не будет.

Векторы собственных дипольных моментов отдельных молекул в обычном состоянии из-за теплового движения ориентированы хаотически. Поэтому при отсутствии внешнего электрического поля средний суммарный дипольный момент любого физически бесконечно малого объема диэлектрика равен нулю. Другими словами, диэлектрик не поляризован: его поляризованность  равна нулю.

Внешнее электрическое поле стремится ориентировать дипольные моменты молекул параллельно вектору , а тепловое движение этому препятствует, диэлектрик поляризуется, при этом его поляризованность должна зависеть от температуры, а именно: с ростом температуры она должна убывать. Ниже эта зависимость вычисляется, также будет показано, что и в случае полярных диэлектриков их поляризованность пропорциональна напряженности поляризующего поля. Такая поляризация называется

ориентационной (рис. 3.18). 

 

Рис. 3.18. Ориентационная поляризация диэлектрика

Физики обнаружили новый вид возбуждения в диэлектрике


Рисунок 1. Возбуждение спинона в   в спин-жидкостном состоянии вещества.

Международная научная группа, в которую входят ученые Лаборатории терагерцовой спектроскопии МФТИ, экспериментально обнаружила особый тип поглощения электромагнитного излучения диэлектриком.

Характеристики поглощения совпадают с теоретическим предсказанием нового фундаментального вида возбуждения материала. Это открытие поможет исследователям в создании квантово-электронных систем. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.

Про спиновую жидкость

У электронов, как и многих других элементарных частиц, существует собственный магнитный момент — спин, который может быть направлен в двух направлениях: условно, вверх или вниз. Его значение, в зависимости от направления, может быть равно +½ или -½. Если положение спина одного электрона сильно зависит от положения спина другого, а именно, спины сориентированы параллельно и противоположно направлены, говорят о наличии сильного антиферромагнитного взаимодействия. В таком случае суммарный спин будет равен нулю, но поскольку у каждого электрона спин по ½, у одного будет +½, у другого -½. Обычно при наличии сильного антиферромагнитного взаимодействия материалы создают при низких температурах определенный магнитный порядок, то есть в каждой точке пространства в материале четко определено направление магнитного момента.

Квантовое состояние в системах со свободными электронами, при котором между спинами электронов есть очень сильное антиферромагнитное взаимодействие, но ни при каких температурах нет магнитного порядка, называют спиновой жидкостью. И такие материалы недавно были экспериментально найдены.

Сильное антиферромагнитное взаимодействие предполагает, что температуры, при которых это взаимодействие не расшатывается хаотическим тепловым движением, довольно высокие. В спин-жидкостных материалах это где-то -70℃. Таким образом, в состоянии спиновой жидкости у вещества есть сильный магнитный обмен, но нет магнитного порядка.


Про спиноны

Один из признаков спиновой жидкости — это возможность возбудить спиновую подсистему. Если система будет поглощать электромагнитную энергию, она будет переходить в какое-то устойчивое возбужденное состояние. Если вещество находится в основном состоянии спиновой жидкости, элементарная составляющая этого возбужденного электронного состояния будет называться спинон.

Разобраться в природе спинонов можно на примере другого вида возбуждения — магнонов. Это магнитные возбуждения, связанные с магнитным моментом.

«Пусть все электроны антиферромагнитно упорядочены. И вы у одного электрона переворачиваете спин. Он перестает быть антиферромагнитно упорядоченным по отношению к своим соседям. Тогда соседние электроны тоже начинают переворачиваться. И этот переворот спина распространяется по всем электронам. Это возбуждение и описывается с помощью магнонов»,

— поясняет соавтор статьи заместитель заведующего Лабораторией терагерцовой спектроскопии МФТИ Елена Жукова.

Характеристикой магнона является то, что спиновое состояние равно 1. То есть это целочисленное возбуждение, поскольку в нем всегда участвуют два спина: один перевернулся — он сразу же перевернет своих соседей. Спинон же, напротив, нецелочисленная квазичастица — это возбуждение со спином ½ и зарядом 0.

Рисунок 2. Иллюстрация распространения возбуждения в спиновой подсистеме. Розовым и красным цветами обозначены разные направления спинов.

Долгое время спиноны не могли обнаружить, хотя они были теоретически предсказаны еще в 1973 году.  


Про работу

Одним из методов обнаружить возбуждение спинонов — это исследовать материал, в котором при переходе в возбужденное состояние квантовой спиновой жидкости за счет повышения температуры включается сильное взаимодействие спинов (у которых нет заряда) с электронами. Такие спин-зарядовые корреляции, как было показано теоретически, должны приводить к поглощению электромангнитной волны.

«Были попытки обнаружить это взаимодействие. Но получаемые данные только качественно совпадали с теорией. Наше исследование говорит, что для того, чтобы обнаружить спиноны, необходимо использовать материал, у которого при высоких температурах много электронов проводимости, но при понижении температуры  они все становятся сильно локализованы за счет кулоновского отталкивания. Под такое описание идеально подходят так называемые моттовские изоляторы. Если вы понижаете температуру такого материала, то есть понижаете кинетическую энергию электронов, их кулоновское отталкивание начинает превалировать — электроны теряют возможность двигаться. Они становятся замороженными», — рассказывает Елена Жукова.

В сильных моттовских изоляторах с разупорядоченной спиновой подсистемой, в которых электроны совсем неподвижны, становится возможным наблюдать спиноны методами терагерцовой оптической спектроскопии, в диапазоне частот от 30 ГГц до 5-6 ТГц. Авторы обнаружили это возбуждение в виде дополнительного поглощения электромагнитной волны на низких частотах, характеристики которого очень похожи на теоретически предсказанные.

«Исследованные нами материалы в состоянии диэлектрика поглощали электромагнитные волны сильнее, чем, казалось бы, должны были, причиной чего было возбуждение спинонов. И поскольку этот эффект сугубо квантовый, его будет необходимо учитывать при создании устройств квантовой электроники, которая использует принципы квантовой природы носителей заряда», — заключает Елена Жукова.

Полученные результаты подтверждают фундаментальную теорию квантовой спиновой жидкости.

Диэлектрические свойства веществ — Справочник химика 21

    D r) и напряженностью электрического поля Е(г). Обычно при обсуждении диэлектрических свойств вещества предполагается, [c.153]

    Первые три группы методов позволяют проводить исследования диэлектрических свойств веществ с большими и средними потерями [c.95]

    В начале прошлого века Максвелл, создав теорию электромагнетизма, начал изучать диэлектрические свойства веществ, обусловленные их гетерогенностью. Примерно в то же время коллоидные дисперсии рассматривались как один из видов гетерогенных систем. Позднее Дебай предложил теорию полярных молекул, рассматривая их как частный случай диэлектриков. Такая трактовка вызвала большой интерес среди исследователей, в результате чего теория полярных молекул получила широкое применение и была распространена на область коллоидного состояния вещества. Это влияние можно проследить на примере исследований диэлектрических свойств макромолекулярных и протеиновых растворов, адсорбции молекул на порошках твердого вещества и т. д. По этому вопросу имеется значительное число работ как обзорного, так и оригинального характера. [c.313]


    Не вдаваясь в подробности, укажем, что поляризуемость молекулы определяет диэлектрические свойства вещества, характеризуемые его диэлектрической проницаемостью О (или диэлектрической постоянной). Последняя, т. е. О, и является величиной, непосредственно измеряемой на опыте. Вернее, как известно, измеряются емкости конденсатора С с данным веществом в качестве диэлектрика и Со с диэлектриком — вакуумом [c.257]

    Элементарные окислители, а также некоторые металлоиды обладают диэлектрическими свойствами. Вещества, называемые диэлектриками, не проводят электрического тока, но, будучи помещены между обкладками конденсатора, повышают более или менее значительно его электроемкость. Величина, показывающая, во сколько раз данное вещество, помещенное между обкладками конденсатора, повышает (по сравнению с пустотой) его электроемкость, называется диэлектрической проницаемостью. Диэлектрическая проницаемость различных элементарных диэлектриков в твердом и жидком состояниях колеблется от 1,1 до 20. Диэлектрическая проницаемость веществ в газообразном состоянии значительно меньше, т. е. ближе к единице. [c.44]

    Диэлектрические свойства веществ [c.112]

    И. В. Жиленков (Воронежский сельскохозяйственный институт им. К. Д. Глинки). На пути развития исследований диэлектрических свойств вещества в адсорбированном состоянии существуют затруднения, аналогичные тем, которые здесь обсуждались в связи с описанием процесса адсорбции на молекулярном уровне. [c.249]

    В главе I кратко проанализированы теории и даны эмпирические уравнения, описывающие диэлектрические свойства вещества, приведены соотношения, связывающ[1е экспериментально измеренные величины с термодинамическими функциями и другими параметрами, характеризующими вещество.[c.4]

    Диэлектрические свойства. О влиянии внутримолекулярной Н-связи на диэлектрические свойства вещества нельзя высказать простых заключений общего характера. Измеряемые на опыте величины е и [I определяются ориентацией функциональных групп, обладающих дипольными моментами, и расположением этих групп в молекуле. Образование Н-связи всегда сказывается на ориентации диполей, но результирующее изменение е и 1-1 в разных случаях различно не только по величине, но и по знаку. Например, в кристаллах некоторых веществ с внутри- и межмолекулярными Н-связями расположение молекул таково, что дипольные моменты ориентированы в одном направлении, и это приводит к высокому значению диэлектрической постоянной. В других кристаллах, наоборот, при образовании Н-связей осуществляется ориентация диполей, которая дает низкую величину диэлектрической постоянной. (См. табл. 12, в которой приведены значения диэлектрической постоянной и дипольного момента нескольких веществ, и начало разд. 2.1.2, где сделаны некоторые обобщения.) [c.154]


    Задача интегрирования уравнений типа (18,17) встречается не только при исследовании диэлектрических свойств вещества, но и при изучении магнитных свойств, а также в теории теплопроводности, вязкости, диффузии, теории изменения энтропии при флуктуациях и в ряде других. Свойства макроскопически однородных систем можно подразделить н5 две группы. В одну группу входят свойства, для которых [c.153]

    ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА В ПЕРЕМЕННОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ [c.30]

    Перейдем к краткому рассмотрению диэлектрических свойств вещества, помещенного в переменное электрическое поле при промежуточных частотах. [c.32]

    Отметим, что рассеивание энергии в диэлектрике обусловлено активной составляющей полного тока, совпадающей по фазе с приложенным напряжением. В связи с этим при оценке диэлектрических свойств вещества следует исходить из отношения активного тока к емкостному. Во всяком случае, вещество можно рассматривать как диэлектрик, если его активная составляющая не очень превышает емкостную составляющую. [c.33]

    В производстве кислоты иопользуются всевозможные емкости (цистерны, сборники, монжусы и т. д.), в которых необходимо контролировать уровень самой кислоты или уровень раздела двух сред (горячая вода и жидкий фосфор). К наиболее распространенным приборам можно отнести указательные стекла, поплавковые, пьезометрические и электрические уровнемеры. Одним из самых простых устройств для контроля уровня является пьезометрический уровнемер. К недостаткам этого прибора можно отнести зависимость его показаний от илотности и температуры жидкости, а также непременное наличие специального источника воздуха. Более удобны в эксплуатации электрические приборы. Из их числа можно выделять три группы электроконтактные, емкостные и индукционные. Этими (приборами можно контролировать уровень как жидких, так и сыпучих веществ. Положение уровня в той или иной среде преобразуется в какой-либо электрический сигнал. Принцип действия электро контактных приборов основан на свойстве веществ проводить электрический ток в емкостных приборах используются диэлектрические свойства вещества, а в индукционных — электромагнитные свойства среды. Наибольший интерес для нас представляют электроконтактные приборы. Их можно использовать для [c.215]

    Отыскание адэкватных форм аналитического выражения связей между структурой и диэлектрическими свойствами вещества наталкивается на трудности расчета локального поля ц индуцированной поляризации, учета ближних и дальних сил, флуктуаций в статистическом ансамбле зарядов. В частности, одним из сложных вопросов является вопрос о соотношении макроскопического (т) и микроскопического (т ) времен релаксации. Как известно, т определяется из условия (ОтТ=1, где (От — частота приложенного поля, при которой фактор диэлектрических потерь е» достигает максимума, а зависимость диэлектрической проницаемости е от частоты претерпевает перегиб. Законность отождествления т и т не очевидна, так как различия между напряженностью внешнего и локального, действующего на молекулу, полей может составлять несколько порядков. Теоретические расчеты показали, однако, что отношение х 1% не выходит за пределы 0,67—1,0 [1]. Обосновывая с достаточной надежностью связь между молекулярными и макроскопическими характеристиками, существующие теории дипольной поляризации обеспечивают базу для дальнейшего развития диэлектрического метода изучения структуры вещества — установления структурно-релаксационных связей в условиях различных фазового и агрегатного состояний, температуры и давления. Особое значение это имеет для полимеров, в которых сложное молекулярное строение обусловливает сложный спектр релаксационных и структурных переходов, а следовательно, и многообразие физических и физико-химических свойств. [c.156]

    Дипольный момент молекулы является ее важной физической характеристикой, которая непосредственно связана с ее строением и определяет взаимодействие полярных молекул, а также их ориентацию во внешнем электрическом поле, что в свою очередь обусловливает диэлектрические свойства вещества.[c.60]

    В главе I приведены основные формулы, описывающие диэлектрические свойства вещества и связывающие экспериментально измеренные величины с параметрами, характеризующими вещество. [c.5]

    Как правило, для многих веществ характерно резкое изменение полярности с температурой. При программировании полярности нет необходимости в плавном изменении диэлектрических свойств веществ с температурой. Для многих веществ эти свойства изменяются на порядок при переходе от жидкого к твердому состоянию. [c.46]

    Диэлектрические свойства веществ типа перовскита. [Данные о соединениях р. з. э.]. [c.166]

    Такие свойства молекул проявляются в поведении веществ в электрическом поле. Непосредственно доступные наблюдению диэлектрические свойства веществ позволяют сделать заключения о соответствующих свойствах отдельных молекул и затем о их симметрии. Предметом настоящей главы будут данные, получаемые путем изучения поведения веществ в электростатическом поле. Следующая глава будет посвящена более трудно интерпретируемому поведению вещества в переменном электромагнитном поле в этом последнем случае можно еще глубже проникнуть в строение молекул. [c.45]


    Ниже указана основная литература по электричем им и магнитным свойствам вещества. По диэлектрической проницаемости большой и систематизированный материал по свойствам диэлектриков (методы измерения и численные значения диэлектрической проницаемости различных веществ) собран в пятом томе книги Нартингтоиа [191]. Там же приведены ссылки на литературу по этому вопросу. Весьма обстоятельный труд по диэлектрическим свойствам вещества предстапляет собой книга Сканави [13]. Н русском языке имеется также специальный библиографический справочник, лосвященпый литературе по диэлектрикам [16]. [c.396]

    В ней дан краткий обзор теорий, описываюи их диэлектрические свойства веществ, и анализ методов расчета основных дисперсионных параметров (времени релаксации, коэффициента распределения времен релаксации, термодинамических функций и т. д.). [c.2]

    Не вдаваясь в подробности, укажем, что поляризуемость молекулы определяет диэлектрические свойства вещества 95 возникновение ннду-характеризуемые его диэлектрическои цированного дипольного ыо-проницаемостью D (или диэлектрической мента  [c.281]

    Физическая теория электрического дипольного моиента. Органические вещества плохо проводят электричество, т.е. они являются изоляторами, или диэлектриками. Это свойство изменяется для каждого отдельного вещества. При введении диэлектрического вещества между пластинками электрического конденсатора емкость последнего С возрастает по сравнению со значением измеренным в вакууме, т.е. интенсивность электрического поля уменьшается. (Емкость электрических. конденсаторов измеряют при помощи емкостного моста, питаемого током высокой частоты.) Соотношение между интенсивностью электрического поля в вакууме и интенсивностью поля Е в материальной среде вещества называется диэлектрической постоянной е. Значение таким образом определенной диэлектрической постоянной всегда больше единицы. Она является мерой диэлектрических свойств вещества [c.111]

    Диэлектрические свойства веществ, содержащих ионы свинца. [В т. ч. PbZrOs]. [c.257]


5.4 Металлы и полупроводники — Металлы и полупроводники

§ 5.4  Металлы и полупроводники.

Из выше рассмотренного ясно, что в зависимости от того, где расположится уровень Ферми (внутри разрешенной зоны энергий или в запрещенной зоне), заполнение зон будет различным.

         Различие между металлами и диэлектриками (полупроводниками) связано с заполнением зон. Если энергия Ферми  находится внутри нижней (валентной) зоны на рис.5.16, то эта зона заполнена не полностью а верхняя зона полностью свободна. Если зона заполнена не полностью, то в ней есть свободные уровни, на которые под действием электрического поля могут перейти электроны, значит такое вещество является проводником (металлом). Проводимость осуществляется электронами в валентной зоне по схеме, описанной выше (см.рис.5.12).

         Если энергия Ферми  находится внутри запрещенной зоны (рис.5.17), то валентная зона заполнена полностью, а верхняя так же, как и в предыдущем случае, полностью свободна. При наложении электрического поля движение электрона невозможно, так как невозможен его переход с уровня на уровень – все уровни энергии заняты. Значит, невозможно возникновение электрического тока в цепи с веществом, имеющим такое электрическое строение.

Таким образом, если нижняя зона заполнена полностью, а верхняя полностью пуста, то кристалл является диэлектриком: движение электронов невозможно из-за отсутствия свободных уровней. Нижняя полностью занятая зона называется валентной, верхняя, полностью свободная, — зоной проводимости.

         Чтобы в таких веществах появилось движение электронов, необходима активация электронов – переброс их в свободную (пустую) зону через запрещенный интервал  — это возможно сделать с помощью тепловой энергии. В зависимости от ширины запрещенной зоны зонной структуры, представленной рис.5.17, вещества делятся на диэлектрики и полупроводники. Для диэлектриков эВ и поэтому переброс электронов в пустую верхнюю зону с помощью тепловой энергии не возможен, так как  при  К. Для полупроводников  эВ.

При  число электронов в зоне проводимости (верхней зоне) увеличивается экспоненциально:

.                                   (5.28)

Из формулы Друде в виде (5.8) следует, что электропроводность:

Рекомендуемые материалы

.                                     (5.29)

Тогда электрическое сопротивление:

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта — Санитарная экспертиза пчелиного меда.

.                                       (5.30)

Из (5.29) видно, что  увеличивается с ростом температуры экспоненциально за счет роста концентрации электронов в зоне проводимости. Следует отметить, что в валентной зоне при этом также появляются вакантные места (дырки), которые движутся (переходят с уровня на уровень). Рассмотренный механизм характерен для собственной проводимости полупроводников, таких как германий, селен, кремний.

Рассмотрим теперь механизм электропроводности примесных полупроводников. Так, добавление к чистому кремнию всего 0.001 атомного процента фосфора увеличивает электропроводность в 105 раз. Объяснить это можно рассматривая расположение уровней примеси относительно энергетических зон полупроводника. Для примесных полупроводников уровни примесей могут быть расположены у дна зоны проводимости (донорная примесь n) или у вершины валентной зоны (акцепторная примесь p). Ширина запрещенной зоны значительно превышает интервал  (рис.5.18), отделяющий примесный уровень от дна зоны проводимости или верхушки валентной зоны: , Поэтому вследствие:

          (5.29)

активация электронов происходит при меньших температурах, чем для собственного полупроводника. Носителями электрического тока являются электроны в зоне проводимости для проводника n–типа и дырки в валентной зоне для проводника p–типа.

         Величина  для собственного полупроводника,  — для примесного. На рис.5.19 представлены зависимости электропроводности (в логарифмическом масштабе) от обратной температуры для оксида меди с различным недостатком кислорода (примесный полупроводник) , где . Видно, что зависимость  является линейной, как и должно быть по формуле (5.29). Излом на этой зависимости отделяет области собственной и примесной проводимости. Примесная проводимость имеет меньшую энергию активации (угол между прямой и осью абсцисс уменьшается) и активируется при меньших температурах (больших ), чем собственная проводимость.

%PDF-1.5 % 12 0 объект >>>/BBox[0 0 453,5 708,65]/длина 122>>поток x;0{bKR ((Х{0l#7fNB4BA㬡k*Nx/4bN•囔w2~*}Kic48u`CQQ~Q# конечный поток эндообъект 10 0 объект >>>/BBox[0 0 453,5 708,65]/длина 122>>поток x;0{bKR ((Х{0l#7fNB4BA㬡k*Nx/4bN•囔w2~*}Kic48u`CQQ~Q# конечный поток эндообъект 15 0 объект >>>/BBox[0 0 453,5 708,65]/длина 122>>поток x;0{bKR ((Х{0l#7fNB4BA㬡k*Nx/4bN•囔w2~*}Kic48u`CQQ~Q# конечный поток эндообъект 9 0 объект >>>/BBox[0 0 453,5 708,65]/длина 122>>поток x;0{bKR ((Х{0l#7fNB4BA㬡k*Nx/4bN•囔w2~*}Kic48u`CQQ~Q# конечный поток эндообъект 14 0 объект >>>/BBox[0 0 453. 5 708,65]/длина 122>>поток x;0{bKR ((Х{0l#7fNB4BA㬡k*Nx/4bN•囔w2~*}Kic48u`CQQ~Q# конечный поток эндообъект 6 0 объект >>>/BBox[0 0 453,5 708,65]/длина 122>>поток x;0{bKR ((Х{0l#7fNB4BA㬡k*Nx/4bN•囔w2~*}Kic48u`CQQ~Q# конечный поток эндообъект 8 0 объект >>>/BBox[0 0 453,5 708,65]/длина 122>>поток x;0{bKR ((Х{0l#7fNB4BA㬡k*Nx/4bN•囔w2~*}Kic48u`CQQ~Q# конечный поток эндообъект 13 0 объект >>>/BBox[0 0 453,5 708,65]/длина 122>>поток x;0{bKR ((Х{0l#7fNB4BA㬡k*Nx/4bN•囔w2~*}Kic48u`CQQ~Q# конечный поток эндообъект 11 0 объект >>>/BBox[0 0 453.5 708,65]/длина 122>>поток x;0{bKR ((Х{0l#7fNB4BA㬡k*Nx/4bN•囔w2~*}Kic48u`CQQ~Q# конечный поток эндообъект 3 0 объект >>>/BBox[0 0 453,6 708,65]/длина 122>>поток x;0{bKR ((Х{0l#7fNB4BA㬡k*Nx/4bN•囔w2~*}Kic48u`CQQ~Q# конечный поток эндообъект 4 0 объект >>>/BBox[0 0 453,5 708,65]/длина 122>>поток x;0{bKR ((Х{0l#7fNB4BA㬡k*Nx/4bN•囔w2~*}Kic48u`CQQ~Q# конечный поток эндообъект 7 0 объект >>>/BBox[0 0 453,5 708,65]/длина 122>>поток x;0{bKR ((Х{0l#7fNB4BA㬡k*Nx/4bN•囔w2~*}Kic48u`CQQ~Q# конечный поток эндообъект 1 0 объект >>>/BBox[0 0 451. 95 708,65]/длина 122>>поток x;0{bKR ((Х{0l#7fNB4BA㬡k*Nx/4bN•囔w2~*}Kic48u`CQQ~Q# конечный поток эндообъект 16 0 объект >>>/BBox[0 0 453,5 708,65]/длина 122>>поток x;0{bKR ((Х{0l#7fNB4BA㬡k*Nx/4bN•囔w2~*}Kic48u`CQQ~Q# конечный поток эндообъект 5 0 объект >>>/BBox[0 0 453,5 708,65]/длина 122>>поток x;0{bKR ((Х{0l#7fNB4BA㬡k*Nx/4bN•囔w2~*}Kic48u`CQQ~Q# конечный поток эндообъект 17 0 объект >>>/BBox[0 0 453,5 708,65]/длина 122>>поток x;0{bKR ((Х{0l#7fNB4BA㬡k*Nx/4bN•囔w2~*}Kic48u`CQQ~Q# конечный поток эндообъект 19 0 объект >поток Королевское общество ©2017ABBYY Recognition Server; изменено с помощью iText 4.2.0 от 1T3XThttp://ns.useplus.org/ldf/vocab/CS-PRO

  • Королевское общество © 2017
  • Trueroyalsociety.org конечный поток эндообъект 20 0 объект >поток x+

    Исследования показывают, что цвиттерионы могут повышать диэлектрическую проницаемость мягких материалов

    Все шесть различных цвиттер-ионов сильно увеличивают диэлектрическую проницаемость мягких материалов (здесь показано в растворах этиленгликоля). Трехуглеродный пропильный спейсер, соединяющий анион и катион, имеет меньший диполь, чем 4-углеродный бутиловый спейсер, что делает последний несколько более эффективным в повышении диэлектрической проницаемости. Кредит: Мэй и др.

    Для создания эффективных решений по хранению энергии и приводов инженерам нужны материалы с высокой диэлектрической проницаемостью. Диэлектрическая проницаемость — это, по сути, отношение диэлектрической проницаемости вещества (т. Е. Его способности накапливать электрическую энергию в электрическом поле) к диэлектрической проницаемости свободного пространства.

    Ценный подход к увеличению диэлектрической проницаемости материалов предполагает введение полярных добавок с высокой диэлектрической проницаемостью. Хотя эта стратегия дала многообещающие результаты, диэлектрическая проницаемость пока недостаточно высока для многих приложений.

    Исследователи из Университета штата Пенсильвания недавно представили новый эффективный метод повышения диэлектрической проницаемости мягких материалов. Этот метод, представленный в статье, опубликованной в Physical Review Letters , включает добавление цвиттер-ионов, небольших молекул с одним положительным электрическим зарядом (т. е. катион) и одним отрицательным электрическим зарядом (т. е. анион), разделенных ковалентными связями.

    «С 2006 года группа Колби изучала полимерные одноионные проводники, которые проводят один и только один тип ионов (например, литий для аккумуляторов)», — сказал Ральф Х. Колби, один из исследователей, проводивших исследование. .орг. «В настоящее время, хотя число переноса очень близко к единице (это означает, что они являются одноионными проводниками), ионная проводимость слишком низкая. Поэтому в течение многих лет мы добавляли полярные молекулы с низкой летучестью, которые повышают проводимость».

    Цвиттерионы — это нелетучие молекулы с высокой полярностью. Примечательно, что это самые полярные молекулы, с которыми экспериментировали Колби и его коллеги. В своих недавних экспериментах команда добавила цвиттерионы к полимерным одноионным проводникам.

    «Чтобы быть успешными в качестве добавок для повышения ионной проводимости одноионных проводников, добавки должны делать две вещи: повышать диэлектрическую проницаемость, чтобы смягчить все ионные взаимодействия, которые замедляют перенос ионов, и снижать температуру стеклования, чтобы ускорить все молекулярные движения. », — пояснил Колби. «Цвиттерионы хороши в первом случае, и теперь мы пытаемся разработать цвиттерионы, которые также могут снизить температуру стеклования».

    В статье показано, что добавление цвиттерионов к мягким материалам может значительно увеличить диэлектрическую проницаемость.Это увеличение может быть связано с большим молекулярным диполем цвиттер-ионов, который колеблется от 35 до 41 Дебая.

    Когда они добавили несколько цвиттер-ионов в этиленгликоль, команда наблюдала нелинейное увеличение диэлектрической проницаемости. Это увеличение в конечном итоге достигает насыщения при значениях выше 200 из-за сильных кулоновских взаимодействий между цвиттер-ионами.

    Эти данные свидетельствуют о том, что цвиттер-ионы являются многообещающими добавками для повышения диэлектрической проницаемости мягких материалов.Таким образом, в будущем они могут иметь важное значение для разработки инструментов для хранения энергии, приводов и различных других технологий.

    «Наше наиболее заметное открытие состоит в том, что добавление цвиттерионов к любому мягкому материалу может легко увеличить диэлектрическую проницаемость больше 100», — сказал Колби. «Диэлектрическая проницаемость воды составляет около 80 при комнатной температуре, поэтому диэлектрическая проницаемость 100 должна быть достаточно высокой. Наша текущая работа добавляет изученные здесь цвиттер-ионы к полимерным одноионным проводникам и пытается разработать цвиттер-ионы с большими диполями и более низкой температурой стеклования.»


    Влияние растворителя на жидкофазный синтез литиевых твердых электролитов
    Дополнительная информация: Венвен Мей и др., Цвиттерионы повышают диэлектрическую проницаемость мягких материалов, Physical Review Letters (2021).DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.228001

    © 2021 Наука Х Сеть

    Цитата : Исследование показывает, что цвиттерионы могут повышать диэлектрическую проницаемость мягких материалов (2021, 17 декабря) получено 22 марта 2022 г. с https://физ.org/news/2021-12-zwitterions-dielectric-constant-soft-materials.html

    Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

    8.5 Молекулярная модель диэлектрика — University Physics Volume 2

    Цели обучения

    К концу этого раздела вы сможете:

    • Объяснить поляризацию диэлектрика в однородном электрическом поле
    • Опишите влияние поляризованного диэлектрика на электрическое поле между обкладками конденсатора
    • Объясните пробой диэлектрика

    Мы можем понять влияние диэлектрика на емкость, рассмотрев его поведение на молекулярном уровне.Как мы видели в предыдущих главах, в целом все молекулы можно классифицировать либо как полярных , либо как неполярных . В изолированной полярной молекуле имеется чистое разделение положительных и отрицательных зарядов, тогда как в изолированной неполярной молекуле разделения зарядов нет (рис. 8.19). Другими словами, полярные молекулы имеют постоянные электродипольные моменты , а неполярные молекулы — нет. Например, молекула воды полярна, а молекула кислорода неполярна.Неполярные молекулы могут становиться полярными в присутствии внешнего электрического поля, что называется индуцированной поляризацией .

    Рисунок 8.19  Концепция поляризации. В неполяризованном атоме или молекуле отрицательно заряженное электронное облако равномерно распределено вокруг положительно заряженных центров, тогда как поляризованный атом или молекула имеет избыток отрицательного заряда на одной стороне, так что другая сторона имеет избыток отрицательного заряда. избыток положительного заряда. Однако вся система остается электрически нейтральной.Поляризация заряда может быть вызвана внешним электрическим полем. Некоторые молекулы и атомы постоянно поляризованы (электрические диполи) даже в отсутствие внешнего электрического поля (полярные молекулы и атомы).

    Давайте сначала рассмотрим диэлектрик, состоящий из полярных молекул. В отсутствие какого-либо внешнего электрического поля электрические диполи ориентированы случайным образом, как показано на рис. 8.20 (а). Однако, если диэлектрик помещен во внешнее электрическое поле [латекс] {\ stackrel {\ to } {\ textbf {E}}} _ {0} [/ латекс], полярные молекулы выравниваются с внешним полем, как показано в части (б) рисунка.Противоположные заряды на соседних диполях в объеме диэлектрика нейтрализуют друг друга, поэтому в диэлектрике нет суммарного заряда (см. пунктирные кружки в части (b)). Однако это не так близко к верхней и нижней поверхностям, граничащим с диэлектриком (область, обведенная пунктирными прямоугольниками в части (b)), где выравнивание создает суммарный заряд. Поскольку внешнее электрическое поле просто выравнивает диполи, диэлектрик в целом нейтрален, а поверхностные заряды, индуцированные на его противоположных сторонах, равны и противоположны.Эти индуцированных поверхностных заряда [латекс]+{Q}_{i}[/латекс] и [латекс]\текст{−}{Q}_{i}[/латекс] создают дополнительное электрическое поле [латекс]{ \stackrel{\to }{\textbf{E}}}_{\text{i}}[/latex] ( индуцированное электрическое поле ), которое противостоит внешнему полю [латекс]{\stackrel{\ на }{\textbf{E}}}_{0}[/latex], как показано в части (c).

    Рис. 8.20  Диэлектрик с полярными молекулами: (а) в отсутствие внешнего электрического поля; б) в присутствии внешнего электрического поля [латекс]{\stackrel{\to}{\textbf{E}}}_{0}[/латекс].Штриховыми линиями обозначены области, непосредственно примыкающие к обкладкам конденсатора. (c) Наведенное электрическое поле [латекс]{\stackrel{\to}{\textbf{E}}}_{\text{i}}[/латекс] внутри диэлектрика, создаваемое индуцированным поверхностным зарядом [латекс]{ Q}_{i}[/latex] диэлектрика. Обратите внимание, что в действительности отдельные молекулы не идеально выровнены с внешним полем из-за тепловых флуктуаций; однако среднее выравнивание происходит вдоль линий поля, как показано.

    Тот же эффект возникает, когда молекулы диэлектрика неполярны.В этом случае неполярная молекула приобретает индуцированный электрический дипольный момент , так как внешнее поле его положительные и отрицательные заряды. Индуцированные диполи неполярных молекул выравниваются с [латекс] {\ stackrel {\ to } {\ textbf {E}}} _ {0} [/ латекс] так же, как выравниваются постоянные диполи полярных молекул ( показано в части (b)). Следовательно, электрическое поле внутри диэлектрика ослабевает независимо от того, полярны его молекулы или неполярны.

    Следовательно, когда область между параллельными пластинами заряженного конденсатора, такая как показанная на рис. 8.21 (а), заполнена диэлектриком, внутри диэлектрика возникает электрическое поле [латекс] {\ stackrel {\ to} {\textbf{E}}}_{0}[/latex] из-за свободного заряда [латекс]{Q}_{0}[/латекс] на обкладках конденсатора и электрического поля [латекс]{\ stackrel{\to }{\textbf{E}}}_{\text{i}}[/latex] за счет индуцированного заряда [латекса]{Q}_{i}[/латекс] на поверхностях диэлектрика .Их векторная сумма дает чистое электрическое поле [латекс]\stackrel{\to }{\textbf{E}}[/латекс] внутри диэлектрика между обкладками конденсатора (показано в части (b) рисунка):

    [латекс] \ stackrel {\ to }{\ textbf {E}} = {\ stackrel {\ to } {\ textbf {E}}} _ {0} + {\ stackrel {\ to } {\ textbf {E }}}_{\text{i}}.[/латекс]

    Это чистое поле можно рассматривать как поле, создаваемое эффективным зарядом [латекс]{Q}_{0}-{Q}_{i}[/латекс] на конденсаторе.

    Рисунок 8.21  Электрическое поле: (a) В пустом конденсаторе электрическое поле [латекс]{\stackrel{\to}\textbf{E}}}_{0}[/латекс].(b) В конденсаторе, заполненном диэлектриком, электрическое поле [латекс]\stackrel{\to }{\textbf{E}}[/латекс].

    В большинстве диэлектриков результирующее электрическое поле [латекс]\stackrel{\to }{\textbf{E}}[/latex] пропорционально полю [латекс]{\stackrel{\to }{\textbf{E} }}_{0}[/latex] производится бесплатно. В терминах этих двух электрических полей диэлектрическая проницаемость [латекс]\каппа[/латекс] материала определяется как

    [латекс]\каппа =\frac{{E}_{0}}{E}.[/latex]

    Поскольку [латекс]{\stackrel{\to }{\textbf{E}}}_{0}[/latex] и [латекс]{\stackrel{\to }{\textbf{E}}}_{\ text{i}}[/latex] указывают в противоположных направлениях, величина E меньше, чем величина [latex]{E}_{0}[/latex] и, следовательно, [latex]\kappa >1.[/latex] Объединение уравнения 8.14 с уравнением 8.13 и перестановка членов дает следующее выражение для индуцированного электрического поля в диэлектрике:

    [латекс] {\ stackrel {\ to } {\ textbf {E}}} _ {\ text {i}} = \ left (\ frac {1} {\ kappa} -1 \ right) {\ stackrel {\ на }{\textbf{E}}}_{0}.[/latex]

    Когда величина внешнего электрического поля становится слишком большой, молекулы диэлектрического материала начинают ионизироваться. Молекула или атом ионизируется, когда один или несколько электронов удаляются из него и становятся свободными электронами, более не связанными с молекулярной или атомной структурой.Когда это происходит, материал может проводить ток, что позволяет заряду проходить через диэлектрик от одной обкладки конденсатора к другой. Это явление называется пробоем диэлектрика . (На рис. 8.1 показаны типичные случайные пути электрического разряда во время пробоя диэлектрика.) Критическое значение [латекс] {Е} _ {\ текст {с}} [/латекс] электрического поля, при котором молекулы изолятор становится ионизированным называется диэлектрической прочностью материала. Диэлектрическая прочность накладывает ограничение на напряжение, которое может быть приложено для данного разделения пластин в конденсаторе.{-3}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{m}\right)=3.0\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{kV}[/latex].

    Однако этот предел становится равным 60,0 кВ, если тот же конденсатор заполнен тефлоном™, диэлектрическая прочность которого составляет около [латекс]60,0\фантом{\правило{0,2em}{0ex}}\текст{МВ/м}[/латекс ]. Из-за этого ограничения, налагаемого диэлектрической прочностью, количество заряда, которое может хранить заполненный воздухом конденсатор, составляет всего [латекс] {Q} _ {0} = {\ kappa} _ {\ text {воздух}} {C} _{0}\left(3.0\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{кВ}\right)[/latex], а заряд, хранящийся на одном и том же конденсаторе с тефлоновым покрытием, может достигать

    [латекс] Q = {\ каппа} _ {\ текст {тефлон}} {C} _ {0} \ влево (60.0\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{kV}\right)={\kappa}_{\text{teflon}}\frac{{Q}_{0}}{{\kappa } _ {\ текст {воздух}} \ влево (3,0 \ фантом {\ правило {0,2em} {0ex}} \ текст {кВ} \ вправо)} \ влево (60,0 \ фантом {\ правило {0,2em} {0ex }}\text{кВ}\right)=20\frac{{\kappa}_{\text{teflon}}}{{\kappa}_{\text{air}}}{Q}_{0}= 20\frac{2.1}{1.00059}{Q}_{0}\cong 42\phantom{\rule{0.1em}{0ex}}{Q}_{0},[/latex]

    , что примерно в 42 раза превышает заряд, хранящийся в воздушном конденсаторе. Типичные значения диэлектрической проницаемости и диэлектрической прочности для различных материалов приведены в таблице 8.1. Обратите внимание, что диэлектрическая проницаемость [латекс]\каппа[/латекс] равна ровно 1,0 для вакуума (пустое пространство служит эталонным условием) и очень близко к 1,0 для воздуха при нормальных условиях (нормальное давление при комнатной температуре). Эти два значения настолько близки, что фактически свойства заполненного воздухом конденсатора практически такие же, как и у пустого конденсатора.

    Таблица 8.1 Репрезентативные значения диэлектрической проницаемости и диэлектрической прочности различных материалов при комнатной температуре
    Материал Диэлектрическая проницаемость [латекс]\каппа[/латекс] Диэлектрическая прочность [латекс]{E}_{\text{c}}\left[\phantom{\rule{0.{6}\text{V}\text{/}\text{m}\right][/latex]
    Вакуум 1
    Сухой воздух (1 атм) 1.00059 3,0
    Тефлон™ 2.1 от 60 до 173
    Парафин 2,3 11
    Силиконовое масло 2,5 от 10 до 15
    Полистирол 2,56 19.7
    Нейлон 3,4 14
    Бумага 3,7 16
    Плавленый кварц 3,78 8
    Стекло от 4 до 6 от 9,8 до 13,8
    Бетон 4,5
    Бакелит 4,9 24
    Алмаз 5,5 2000
    Стекло Пирекс 5.6 14
    Слюда 6,0 118
    Неопреновый каучук 6,7 от 15,7 до 26,7
    Вода 80 [латекс]-[/латекс]
    Серная кислота от 84 до 100 [латекс]-[/латекс]
    Диоксид титана от 86 до 173
    Титанат стронция 310 8
    Титанат бария от 1 200 до 10 000
    Титанат кальция меди > 250 000

    Не все вещества, перечисленные в таблице, являются хорошими изоляторами, несмотря на их высокие диэлектрические постоянные.Вода, например, состоит из полярных молекул и имеет большую диэлектрическую проницаемость около 80. В молекуле воды электроны с большей вероятностью находятся вокруг ядра кислорода, чем вокруг ядра водорода. Это делает кислородный конец молекулы слегка отрицательным, а конец водорода оставляет слегка положительным, что позволяет легко выровнять молекулу вдоль внешнего электрического поля, и, таким образом, вода имеет большую диэлектрическую проницаемость. Однако полярная природа молекул воды также делает воду хорошим растворителем для многих веществ, что приводит к нежелательным эффектам, поскольку любая концентрация свободных ионов в воде проводит электричество.{2}[/латекс]. Определите: (а) электрическое поле между пластинами до и после введения Teflon™ и (b) поверхностный заряд, индуцированный на поверхностях Teflon™.

    Стратегия

    В части (a) мы знаем, что напряжение на пустом конденсаторе равно [latex]{V}_{0}=40\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{V}[/latex ], поэтому для нахождения электрических полей мы используем соотношение [латекс]V=Ed[/латекс] и уравнение 8.14. В части (б), зная величину электрического поля, воспользуемся выражением для величины электрического поля вблизи заряженной пластины [латекс]E=\sigma \text{/}{\epsilon }_{0}[/ латекс], где [латекс]\сигма[/латекс] — равномерная плотность поверхностного заряда, обусловленная поверхностным зарядом.{3}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{В/м}\text{.}[/latex]

  • Эффективный заряд конденсатора представляет собой разницу между свободным зарядом [латекс]{Q}_{0}[/латекс] и индуцированным зарядом [латекс]{Q}_{\text{i}}[/латекс] . Электрическое поле в Teflon™ вызвано этим эффективным зарядом. Таким образом

    [латекс] E = \ frac {1} {{\ epsilon} _ {0}} \ sigma = \ frac {1} {{\ epsilon} _ {0}} \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex }}\frac{{Q}_{0}-{Q}_{\text{i}}}{A}.[/latex]


    Мы инвертируем это уравнение, чтобы получить [латекс]{Q}_{\text{i}}[/латекс], что дает

    [латекс] \ begin {массив} {cc} \ hfill {Q} _ {\ text {i}} & = {Q} _ {0} — {\ epsilon } _ {0} AE \ hfill \\ & = 8.{-10}\text{C}=0,42\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{nC}\text{.}\hfill \end{array}[/latex]

  • Пример

    Вставка диэлектрика в конденсатор, подключенный к батарее

    Когда батарея напряжением [латекс]{V}_{0}[/латекс] подключена через пустой конденсатор емкостью [латекс]{C}_{0}[/латекс], заряд на его пластинах составляет [ латекс]{Q}_{0}[/латекс], а электрическое поле между его пластинами равно [латекс]{Е}_{0}[/латекс]. Диэлектрик с диэлектрической проницаемостью [латекс]\каппа[/латекс] вставляется между пластинами , а батарея остается на месте , как показано на рисунке 8.22. а) Найдите емкость C , напряжение В на конденсаторе и электрическое поле E между пластинами после введения диэлектрика. (б) Получите выражение для свободного заряда Q на обкладках заполненного конденсатора и индуцированного заряда [латекс]{Q}_{\text{i}}[/латекс] на поверхности диэлектрика через плата за оригинальную пластину [латекс]{Q}_{0}[/латекс].

    Рисунок 8.22  В заряженный конденсатор вставлен диэлектрик, в то время как конденсатор остается подключенным к батарее.
    Стратегия

    Идентифицируем известные значения: [латекс]{V}_{0}[/латекс], [латекс]{C}_{0}[/латекс],[латекс]{E}_{0}[/латекс ], [латекс]\каппа[/латекс] и [латекс]{Q}_{0}[/латекс]. Наша задача состоит в том, чтобы выразить неизвестные значения через эти известные значения.

    Решение
    Показать ответ

    (a) Емкость заполненного конденсатора равна [латекс]С=\каппа {С}_{0}[/латекс]. Так как батарея всегда соединена с пластинами конденсатора, разность потенциалов между ними не меняется; следовательно, [латекс]V={V}_{0}[/латекс].Из-за этого электрическое поле в заполненном конденсаторе такое же, как поле в пустом конденсаторе, так что мы можем напрямую получить, что

    [латекс]E=\frac{V}{d}=\frac{{V}_{0}}{d}={E}_{0}.[/latex]

    (b) Для заполненного конденсатора свободный заряд на обкладках равен

    [латекс]Q=CV=\left(\каппа {C}_{0}\right){V}_{0}=\каппа \left({C}_{0}{V}_{0} \right)=\каппа {Q}_{0}.[/latex]

    Электрическое поле E в заполненном конденсаторе обусловлено эффективным зарядом [латекс]Q-{Q}_{\text{i}}[/латекс] (рис. 8.22(б)). Так как [latex]E={E}_{0}[/latex], у нас есть

    [латекс]\frac{Q-{Q}_{\text{i}}}{{\epsilon}_{0}A}=\frac{{Q}_{0}}{{\epsilon}_ {0}А}.[/латекс]

    Решая это уравнение для [латекса]{Q}_{\text{i}}[/латекса], мы получаем для индуцированного заряда

    [латекс] {Q} _ {\ text {i}} = Q- {Q} _ {0} = \ каппа {Q} _ {0} — {Q} _ {0} = \ влево (\ каппа — 1\справа){Q}_{0}.[/latex]

    Значение

    Обратите внимание, что для материалов с диэлектрической проницаемостью больше 2 (см. Таблицу 8.1) индуцированный заряд на поверхности диэлектрика больше, чем заряд на пластинах вакуумного конденсатора.Противоположное верно для таких газов, как воздух, диэлектрическая проницаемость которых меньше 2,

    .

    Проверьте свое понимание

    Продолжая пример 8.12, покажите, что когда батарея соединена поперек пластин, энергия, накопленная в конденсаторе с диэлектриком, равна [латекс]U=\каппа {U}_{0}[/латекс] (больше, чем энергия [латекс ]{U}_{0}[/latex] пустого конденсатора при том же напряжении). Сравните этот результат с результатом [latex]U={U}_{0}\text{/}\kappa[/latex], найденным ранее для изолированного заряженного конденсатора.

    Проверьте свое понимание

    Повторите расчеты примера 8.10 для случая, когда батарея остается подключенной, а диэлектрик находится в конденсаторе.

    Показать решение

    а. [латекс] {C} _ {0} = 20 \ фантом {\ правило {0.2em} {0ex}} \ текст {pF} [/латекс], [латекс] C = 42 \ фантом {\ правило {0.2em} {0ex}}\text{pF}[/latex]; б. [латекс] {Q} _ {0} = 0,8 \ фантом {\ правило {0,2em} {0ex}} \ текст {nC} [/ латекс], [латекс] Q = 1,7 \ фантом {\ правило {0,2em} {0ex}}\text{nC}[/latex]; в. [латекс] {V} _ {0} = V = 40 \ фантом {\ правило {0.2em}{0ex}}\text{V}[/latex]; д. [латекс] {U} _ {0} = 16 \ фантом {\ правило {0.2em} {0ex}} \ текст {nJ} [/латекс], [латекс] U = 34 \ фантом {\ правило {0.2em} {0ex}}\text{nJ}[/латекс]

    Резюме

    • Когда между пластинами конденсатора вставлен диэлектрик, на двух сторонах диэлектрика индуцируется одинаковый и противоположный поверхностный заряд. Индуцированный поверхностный заряд создает индуцированное электрическое поле, противодействующее полю свободного заряда на обкладках конденсатора.
    • Диэлектрическая проницаемость материала представляет собой отношение электрического поля в вакууме к суммарному электрическому полю в материале.Конденсатор, заполненный диэлектриком, имеет большую емкость, чем пустой конденсатор.
    • Диэлектрическая прочность изолятора представляет собой критическую величину электрического поля, при которой молекулы изоляционного материала начинают ионизироваться. Когда это происходит, материал может проводить ток и наблюдается пробой диэлектрика.

    Ключевые уравнения

    Емкость [латекс]C=\frac{Q}{V}[/латекс]
    Емкость плоского конденсатора [латекс] C = {\ эпсилон} _ {0} \ гидроразрыва {A} {d} [/латекс]
    Емкость вакуумного сферического конденсатора [латекс] C = 4 \ pi {\ эпсилон} _ {0} \ frac {{R} _ {1} {R} _ {2}} {{R} _ {2} — {R} _ {1 }}[/латекс]
    Емкость вакуумного цилиндрического конденсатора [латекс] C = \ frac {2 \ pi {\ epsilon } _ {0} l} {\ text {ln} \ left ({R} _ {2} \ text{/}{R} _ {1} \справа)}[/латекс]
    Емкость последовательной комбинации [латекс]\frac{1}{{C}_{\text{S}}}=\frac{1}{{C}_{1}}+\frac{1}{{C}_{2 }}+\frac{1}{{C}_{3}}+\text{⋯}[/latex]
    Емкость параллельной комбинации [латекс] {C}_{\text{P}}={C}_{1}+{C}_{2}+{C}_{3}+\text{⋯}[/latex]
    Плотность энергии [латекс]{u}_{E}=\frac{1}{2}{\epsilon }_{0}{E}^{2}[/latex]
    Энергия, запасенная в конденсаторе [латекс] {U}_{C}=\frac{1}{2}{V}^{2}C=\frac{1}{2}\phantom{\rule{0.{2}}{C}=\frac{1}{2}QV[/латекс]
    Емкость конденсатора с диэлектриком [латекс]C=\каппа {C}_{0}[/латекс]
    Энергия, накопленная в изолированном конденсаторе с диэлектриком
    [латекс]U=\frac{1}{\каппа}{U}_{0}[/латекс]
    Диэлектрическая проницаемость [латекс]\каппа =\frac{{E}_{0}}{E}[/латекс]
    Наведенное электрическое поле в диэлектрике [латекс] {\ stackrel {\ to } {\ textbf {E}}} _ {\ text {i}} = \ left (\ frac {1} {\ kappa} -1 \ right) {\ stackrel {\ на }{\textbf{E}}}_{0}[/latex]

    Концептуальные вопросы

    Различают диэлектрическую прочность и диэлектрическую проницаемость.

    Показать решение

    Диэлектрическая прочность – это критическое значение электрического поля, выше которого изолятор начинает проводить ток; диэлектрическая проницаемость — это отношение электрического поля в вакууме к чистому электрическому полю в материале.

    Вода является хорошим растворителем, так как имеет высокую диэлектрическую проницаемость. Объяснять.

    Вода имеет высокую диэлектрическую проницаемость. Объясните, почему его тогда не используют в качестве диэлектрического материала в конденсаторах.

    Показать решение

    Объясните, почему на молекулы в диэлектрическом материале действуют результирующие силы в неоднородном электрическом поле, но не в однородном поле.

    Объясните, почему диэлектрическая проницаемость вещества, содержащего постоянные молекулярные электрические диполи, уменьшается с повышением температуры.

    Показать решение

    Когда энергия теплового движения велика (высокая температура), электрическое поле также должно быть большим, чтобы удерживать электрические диполи на одной линии с ним.

    Объясните, почему диэлектрический материал увеличивает емкость по сравнению с тем, что было бы с воздухом между пластинами конденсатора.Каким образом диэлектрический материал позволяет прикладывать к конденсатору большее напряжение? (Таким образом, диэлектрик увеличивает C и допускает большее В .)

    Расскажите о том, как полярный характер молекул воды помогает объяснить относительно большую диэлектрическую проницаемость воды.

    Показать решение

    Искры будут возникать между пластинами воздушного конденсатора при более низком напряжении, когда воздух влажный, чем когда он сухой. Обсудите почему, учитывая полярный характер молекул воды.{2}[/латекс]

    Когда воздушный конденсатор емкостью 360 нФ подключен к источнику питания, энергия, накопленная в конденсаторе, составляет [латекс]18,5\фантом{\правило{0,2em}{0ex}}\mu \text{J}[/latex] . Пока конденсатор подключен к источнику питания, в него вставляется пластинка диэлектрика, полностью заполняющая пространство между пластинами. Это увеличивает накопленную энергию на [латекс] 23,2 \ фантом {\ правило {0,2em} {0ex}} \ мю \ текст {J} [/латекс]. а) Чему равна разность потенциалов между обкладками конденсатора? б) Чему равна диэлектрическая проницаемость пластины?

    Плоский конденсатор имеет квадратные пластины, равные 8.00 см с каждой стороны и 3,80 мм друг от друга. Пространство между пластинами полностью заполнено двумя квадратными пластинами диэлектрика со стороной 8,00 см каждая и толщиной 1,90 мм. Одна плита из стекла Pyrex, а другая плита из полистирола. Если разность потенциалов между пластинами равна 86,0 В, найдите, какое количество электроэнергии может запастись в этом конденсаторе.

    Показать решение

    [латекс] 0,185 \ фантом {\ правило {0.2em} {0ex}} \ мю \ текст {J} [/латекс]

    Дополнительные проблемы

    Конденсатор состоит из двух плоских параллельных пластин, расположенных 0.40 мм друг от друга. При размещении на пластинах заряда [латекс]0,020\phantom{\rule{0,2em}{0ex}}\text{μ}\text{C}[/latex] разность потенциалов между ними составляет 250 В. ( а) Какова емкость пластин? б) Чему равна площадь каждой тарелки? в) Чему равен заряд пластин, если разность потенциалов между ними равна 500 В? г) Какую максимальную разность потенциалов можно приложить между пластинами, чтобы величина электрических полей между пластинами не превышала 3,0 МВ/м?

    Заполненный воздухом (пустой) плоскопараллельный конденсатор состоит из двух квадратных пластин со стороной 25 см и 1.0 мм друг от друга. Конденсатор подключен к батарее 50 В и полностью заряжен. Затем его отсоединяют от батареи, и его пластины раздвигаются на расстояние 2,00 мм. а) Какова емкость этого нового конденсатора? б) Чему равен заряд каждой пластины? в) Чему равно электрическое поле между пластинами?

    Показать решение

    а. 0,277 нФ; б. 27,7 нКл; в. 50 кВ/м

    Предположим, что емкость переменного конденсатора может быть изменена вручную от 100 до 800 пФ путем поворота диска, соединенного валом с одним набором пластин, от [латекс]0\текст{°}[/латекс] до [латекс] 180\текст{°}[/латекс].С циферблатом, установленным на [латекс]180\текст{°}[/латекс] (соответствует [латекс]С=800\фантом{\правило{0.2em}{0ex}}\текст{пФ}[/латекс]) , конденсатор подключен к источнику 500 В. После зарядки конденсатор отключается от источника, а диск поворачивается на [латекс]0\текст{°}[/латекс]. а) Чему равен заряд конденсатора? (b) Каково напряжение на конденсаторе, когда циферблат установлен на [latex]0\text{°}\text{?}[/latex]

    Землю можно рассматривать как сферический конденсатор с двумя пластинами, где отрицательная пластина — поверхность Земли, а положительная пластина — дно ионосферы, расположенное на высоте примерно 70 км.Разность потенциалов между поверхностью Земли и ионосферой составляет около 350 000 В. а) Рассчитайте емкость этой системы. б) Найдите полный заряд этого конденсатора. в) Найдите энергию, запасенную в этой системе.

    Показать решение

    а. 0,065 Ф; б. 23000 С; в. 4,0 ГДж

    Конденсатор [латекс]4,00\текст{-}\мю\текст{F}[/латекс] и конденсатор [латекс]6,00\текст{-}\мю\текст{F}[/латекс] соединены параллельно по линии питания 600 В. а) Найдите заряд каждого конденсатора и напряжение на каждом из них.(b) Заряженные конденсаторы отключены от линии и друг от друга. Затем они снова соединяются друг с другом клеммами разного знака вместе. Найдите окончательный заряд каждого конденсатора и напряжение на каждом из них.

    Три конденсатора емкостью 8,40, 8,40 и 4,20 [латекс]\text{мк}\текст{F}[/латекс] соответственно соединены последовательно через разность потенциалов 36,0 В. а) Каков заряд конденсатора [латекс]4.20\текст{-}\текст{мк}\текст{F}[/латекс]? (b) Конденсаторы отключены от разности потенциалов, не позволяя им разрядиться.Затем они снова соединяются параллельно друг с другом с положительно заряженными пластинами, соединенными вместе. Чему равно напряжение на каждом конденсаторе в параллельном соединении?

    Показать решение

    а. [латекс] 75,6 \ фантом {\ правило {0.2em} {0ex}} \ текст {μ} \ текст {C} [/латекс]; б. 10,8 В

    Плоско-пластинчатый конденсатор емкостью [латекс]5,0\phantom{\rule{0,2em}{0ex}}\text{μ}\text{F}[/latex] заряжается от батареи 12,0 В, после чего батарея отключена. Определить минимальную работу, необходимую для увеличения расстояния между пластинами в 3 раза.

    (а) Сколько энергии хранится в электрических полях конденсаторов (всего), показанных ниже? б) Равна ли эта энергия работе, совершаемой источником 400 В при зарядке конденсаторов?

    Показать решение

    а. 0,13 Дж; б. нет, из-за резистивного нагрева в соединительных проводах, который присутствует всегда, но на схеме не указаны резисторы

    Три конденсатора емкостью 8,4, 8,4 и 4,2 [латекс]\текст{мк}\текст{F}[/латекс] соединены последовательно через 36.Разность потенциалов 0-В. а) Какова общая энергия, накопленная во всех трех конденсаторах? (b) Конденсаторы отключены от разности потенциалов, не позволяя им разрядиться. Затем они снова соединяются параллельно друг с другом с положительно заряженными пластинами, соединенными вместе. Какова полная энергия, накопленная теперь в конденсаторах?

    (a) Конденсатор [латекс]8.00\text{-}\mu \text{F}[/латекс] подключен параллельно другому конденсатору, общая емкость которого равна [латекс]5.00\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\mu \text{F}[/latex]. Какова емкость второго конденсатора? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие предположения являются необоснованными или непоследовательными?

    Показать решение

    а. [латекс]\текст{−3.00}\фантом{\правило{0.2em}{0ex}}\текст{μ}\текст{F}[/латекс]; б. У вас не может быть отрицательной [латексной]{C}_{2}[/латексной] емкости. в. Предположение, что они были подключены параллельно, а не последовательно, неверно. Параллельное соединение всегда дает большую емкость, а здесь предполагалась меньшая емкость.{2}[/латекс], разделенных нейлоном толщиной 0,0100 мм, и сохраняет заряд 0,170 С. Какое приложенное напряжение? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие предположения ответственны или непоследовательны?

    Показать решение

    а. 14,2 кВ; б. Напряжение неоправданно велико, более чем в 100 раз превышает напряжение пробоя нейлона. в. Предполагаемый заряд неоправданно велик и не может храниться в конденсаторе таких размеров.

    Шутник подает 450 В на [латекс]80.0\text{-}\mu \text{F}[/latex] конденсатор, а затем бросает его ничего не подозревающей жертве. Палец пострадавшего обожжен разрядом конденсатора через 0,200 г плоти. Прикиньте, каково повышение температуры тела? Разумно ли предположить, что никакого термодинамического фазового перехода не произошло?

    Задачи-вызовы

    Сферический конденсатор состоит из двух концентрических сферических проводящих сфер, разделенных вакуумом. Внутренняя сфера имеет радиус 12,5 см, а внешняя сфера имеет радиус 14.8 см. На конденсатор подается разность потенциалов 120 В. а) Какова емкость конденсатора? (b) Какова величина электрического поля в точке [латекс]r=12,6\фантом{\правило{0,2em}{0ex}}\текст{см}[/латекс], сразу за внутренней сферой? (c) Какова величина электрического поля в точке [латекс]r=14,7\фантом{\правило{0,2эм}{0ех}}\текст{см}[/латекс], только внутри внешней сферы? (d) Для конденсатора с плоскими пластинами электрическое поле однородно в области между пластинами, за исключением краев пластин.Верно ли это и для сферического конденсатора?

    Показать решение

    а. 89,6 пФ; б. 6,09 кВ/м; в. 4,47 кВ/м; д. №

    Сеть конденсаторов, показанная ниже, полностью разряжена, когда потенциал 300 В подается между точками A и B при разомкнутом переключателе S. (a) Какова разность потенциалов [латекс]{V}_{E}-{V}_{D}[/латекс]? б) Каков потенциал в точке Е после замыкания ключа? в) Какой заряд проходит через переключатель после его замыкания?

    Электронные вспышки для камер содержат конденсатор для накопления энергии, используемой для создания вспышки.В одном из таких устройств вспышка длится 1/675 доли секунды при средней световой мощности 270 кВт. а) Если эффективность преобразования электрической энергии в свет составляет 95 % (поскольку остальная энергия переходит в тепловую энергию), сколько энергии необходимо запасти в конденсаторе для одной вспышки? (b) Конденсатор имеет разность потенциалов между его пластинами 125 В, когда накопленная энергия равна значению, сохраненному в части (а). Какова емкость?

    Показать решение

    Сферический конденсатор состоит из двух концентрических сферических проводящих оболочек, разделенных вакуумом.Внутренняя сфера имеет радиус 12,5 см, а внешняя сфера имеет радиус 14,8 см. На конденсатор подается разность потенциалов 120 В. (a) Какова плотность энергии в точке [латекс]r=12,6\фантом{\правило{0,2em}{0ex}}\текст{см}[/латекс] сразу за внутренней сферой? (b) Какова плотность энергии в точке [латекс]r=14,7\фантом{\правило{0,2em}{0ex}}\текст{см}[/латекс] сразу внутри внешней сферы? (в) Для конденсатора с плоскими пластинами плотность энергии одинакова в области между пластинами, за исключением краев пластин.Верно ли это и для сферического конденсатора?

    Металлическая пластина толщиной t удерживается между двумя пластинами конденсатора пластиковыми штифтами, как показано ниже. Влияние прищепок на емкость незначительно. Площадь каждой пластины конденсатора и площадь верхней и нижней поверхностей вставленной пластины равны A . Какова емкость этой системы?

    Показать решение

    [латекс] C = {\ эпсилон} _ {0} A \ текст{/} \ влево ({d} _ {1} + {d} _ {2} \ вправо) [/латекс]

    Конденсатор с плоскими пластинами заполнен двумя диэлектриками, как показано ниже.Когда площадь пластины Å , а расстояние между пластинами d , покажите, что емкость равна

    [латекс] C = {\ эпсилон} _ {0} \ гидроразрыва {A} {d} \ фантом {\ правило {0.2em} {0ex}} \ гидроразрыва {{\ каппа} _ {1} + {\ каппа }_{2}}{2}.[/латекс]

    Конденсатор с плоскими пластинами заполнен двумя диэлектриками, как показано ниже. Покажите, что емкость равна

    .

    [латекс] C = 2 {\ эпсилон} _ {0} \ гидроразрыва {A} {d} \ фантом {\ правило {0.2em} {0ex}} \ гидроразрыва {{\ каппа} _ {1} {\ каппа }_{2}}{{\каппа}_{1}+{\каппа}_{2}}.{2}[/латекс] с шагом 2,0 мм. Пространство между плитами заполнено пенопластом. а) Найдите максимально допустимое напряжение на конденсаторе, чтобы избежать пробоя диэлектрика. (б) Когда напряжение равно значению, указанному в пункте (а), найдите поверхностную плотность заряда на поверхности диэлектрика.

    Глоссарий

    пробой диэлектрика
    явление, которое возникает, когда изолятор становится проводником в сильном электрическом поле
    электрическая прочность
    критическая напряженность электрического поля, выше которой молекулы в изоляторе начинают разрушаться и изолятор начинает проводить
    Индуцированный электрический дипольный момент
    дипольный момент, который может приобрести неполярная молекула, помещенная в электрическое поле
    индуцированное электрическое поле
    электрическое поле в диэлектрике из-за наличия наведенных зарядов
    индуцированные поверхностные заряды
    зарядов, возникающих на поверхности диэлектрика из-за его поляризации
    Лицензии и авторские права

    Молекулярная модель диэлектрика. Автор : Колледж OpenStax. Расположен по адресу : https://openstax.org/books/university-physics-volume-2/pages/8-5-молекулярно-модель-диэлектрика. Лицензия : CC BY: Attribution . Условия лицензии : Скачать бесплатно на https://openstax.org/books/university-physics-volume-2/pages/1-introduction

    Диэлектрическая проницаемость

    Обратите внимание: если щелкнуть диэлектрик (серый прямоугольник), вы сможете изменить его размер.Попробуйте заполнить пространство между пластинами диэлектриком.

    Насколько эффективен диэлектрик, позволяя конденсатору накапливать больше заряда, зависит от материала, из которого сделан диэлектрик. Каждый материал имеет диэлектрическую проницаемость κ. Это отношение поля без диэлектрика (E o ) к чистому полю (E) с диэлектриком:

    κ = Е или

    E всегда меньше или равно E o , поэтому диэлектрическая проницаемость больше или равна 1.Чем больше диэлектрическая проницаемость, тем больше заряда может храниться.

    Полное заполнение пространства между обкладками конденсатора диэлектриком увеличивает емкость на коэффициент диэлектрической проницаемости:

    C = κ C o , где C o — емкость без диэлектрика между пластинами.

    Для конденсатора с плоскими пластинами, содержащего диэлектрик, который полностью заполняет пространство между пластинами, емкость определяется по формуле:

    С = κ ε o А/д

    Емкость максимальна, если максимальна диэлектрическая проницаемость, а пластины конденсатора имеют большую площадь и расположены как можно ближе друг к другу.

    Если бы в качестве диэлектрика вместо изолятора использовался металл, поле внутри металла было бы равно нулю, что соответствует бесконечной диэлектрической проницаемости. Однако диэлектрик обычно заполняет все пространство между пластинами конденсатора, и если бы это сделал металл, он бы закоротил конденсатор — поэтому вместо этого используются изоляторы.

    Материал Диэлектрическая проницаемость Диэлектрическая прочность (кВ/мм)
    Пылесос 1.00000
    Воздух (сухой) 1.00059 3
    Полистирол 2,6 24
    Бумага 3,6 16
    Вода 80

    Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка браузера на прием файлов cookie

    Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

    Что такое диэлектрическая проницаемость?

     

    Диэлектрическая проницаемость (ε) — это способность вещества удерживать электрический заряд.Число ε равно   , основанное на сложной физике, но простыми словами его можно описать как способность вещества удерживать электрический заряд.

    Диэлектрическая проницаемость (Ка) — это отношение диэлектрической проницаемости вещества к свободному пространству. Значение Ка в воздухе равно 1, а в воде Ка примерно равно 80.

    Многие материалы имеют ε или Ka. Например, Ка стекла составляет от 5 до 10, Ка бумаги — от 2 до 4, а Ка ткани тела — примерно 8.

    Емкостной датчик, такой как этот датчик содержания воды и температуры 5TM, оценивает содержание влаги в почве с помощью диэлектрической проницаемости и константы воздуха, почвы и водной матрицы.

    Датчики содержания влаги в почве, такие как емкостные датчики и датчики рефлектометрии во временной области (TDR), измеряют диэлектрическую проницаемость почвы и воды для оценки содержания влаги в почве. Поскольку Ка воздуха равно 1, чистой воды — 80, минеральной почвы — около 3, то существует градиент между чистым воздухом и водой с почвенной смесью, от очень сухой к очень влажной.Следовательно, существует градиент Ka от сухой почвы к влажной, и этот градиент можно измерить с помощью электромагнитных методов. Затем измеренное значение Ka может быть преобразовано в % объемного содержания воды с помощью уравнения калибровки.

    Ка воды незначительно зависит от температуры и давления. Значение Ka, равное 80, предполагает, что вода имеет комнатную температуру. Оуэн и др. (1961) приводят значения Ka для воды в диапазоне температур и давлений. Между температурой и Ка воды существует обратная зависимость, где Ка уменьшается с повышением температуры.

    Температурная зависимость Ka воды имеет важное значение для калибровки датчиков содержания воды в почве. Обычно калибровку датчиков проводят при комнатной температуре. Однако температура почвы в поле может варьироваться от очень низкой до очень высокой. Большинство исследователей и, конечно же, большинство садоводов игнорируют влияние температуры на Ka, сообщая значения содержания влаги в почве. Другие переменные, особенно электропроводность почвы, могут усугублять влияние температуры на точность датчиков содержания воды в почве.

     

    объяснение диэлектрической проницаемости

     

     

    измерение
    диэлектрической проницаемости (ε) почв

    Датчик влажности почвы, температуры и электропроводности TEROS-12 может измерять диэлектрическую проницаемость почвы. TEROS-12 — это цифровой датчик с несколькими выходами, включая диэлектрическую проницаемость.

    Таким образом, датчик можно установить в любой субстрат, включая минеральные грунты или беспочвенные субстраты, и можно напрямую измерить диэлектрическую проницаемость этого субстрата.

    TEROS-12 легко поддерживается портативным портативным измерительным прибором Procheck. В качестве альтернативы TEROS-12 может поддерживаться системой, разработанной и установленной Edaphic Scientific, которая может измерять связанные параметры, такие как дренаж, гидравлическая проводимость, погодные параметры или параметры физиологии растительности/растений.

    ДТА и диэлектрические исследования вещества с полиморфизмом нематика, смектика А и смектика С при окружающем и повышенном давлениях

    Чуб, Иоанна, Павлус, Себастьян, Секула, Моника, Урбан, Станислав, Вюрфлингер, Альберт и Домбровский, Роман.«ДТА и диэлектрические исследования вещества с полиморфизмом нематика, смектика А и смектика С при окружающем и повышенном давлении» Zeitschrift für Naturforschung A , vol. 58, нет. 5-6, 2003, стр. 333-340. https://doi.org/10.1515/zna-2003-5-615 Чуб, Дж., Павлус, С., Секула, М., Урбан, С., Вюрфлингер, А. и Домбровски, Р. (2003). ДТА и диэлектрические исследования вещества с полиморфизмом нематика, смектика А и смектика С при атмосферном и повышенном давлениях. Zeitschrift für Naturforschung A , 58 (5-6), 333-340. https://doi.org/10.1515/zna-2003-5-615 Чуб Дж., Павлус С., Секула М., Урбан С., Вюрфлингер А. и Домбровски Р. (2003) ДТА и диэлектрические исследования вещества с полиморфизмом нематика, смектика А и смектика С при атмосферном и повышенном давлении. Zeitschrift für Naturforschung A, Vol. 58 (выпуск 5-6), стр. 333-340. https://doi.org/10.1515/zna-2003-5-615 Чуб, Иоанна, Павлус, Себастьян, Секула, Моника, Урбан, Станислав, Вюрфлингер, Альберт и Домбровский, Роман.«ДТА и диэлектрические исследования вещества с полиморфизмом нематика, смектика А и смектика С при окружающем и повышенном давлении» Zeitschrift für Naturforschung A 58, вып. 5-6 (2003): 333-340. https://doi.org/10.1515/zna-2003-5-615 Czub J, Pawlus S, Sekuła M, Urban S, Würflinger A, Da̡browski R.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.