Как определить диэлектрическую проницаемость
- Инструкция для проведения опыта
- Выводы из опыта
- Выбор диэлектрика для конденсатора
- Значение диэлектрической проницаемости
Зависимость емкости конденсатора от формы, размера и расположения проводников
Если провести простой опыт из школьной программы, то можно заметить, что емкость конденсатора зависит от формы, размера и расположения проводников относительно друг друга. А также емкость зависит от свойств диэлектрика, который заполняет пространство между проводниками конденсатора.
Инструкция для проведения опыта
Для проведения опыта вам понадобятся конденсатор, эбонитовая пластинка и электрометр. Следуйте следующей инструкции:
1. Возьмите плоский конденсатор и зарядите его. Запишите показания электрометра, который измеряет напряжение на конденсаторе.
2. Вдвиньте в конденсатор эбонитовую пластинку. Вы сразу заметите уменьшение разности потенциалов между обкладками конденсатора. Как только вы уберете пластинку из эбонита, показания электрометра сразу примут прежние значения. Из этого следует, что при замене воздуха на эбонитовую пластинку между обкладками конденсатора, емкость опытного конденсатора увеличилась.
3. Возьмите вместо эбонита другой диэлектрик и проделайте то же самое с ним – поместите между пластинами конденсатора и запишите показания электрометра. Вы увидите, что полученный результат схож с результатом предыдущего опыта. Однако изменение конденсаторной емкости будет несколько иным. Если С₀ – конденсаторная емкость в момент, когда между обкладками конденсатора вакуум, а С – емкость в момент, когда между пластинами конденсатора заполнено полностью пространство любым диэлектриком, то С будет больше С₀ в ε раз. Значение ε зависит только от природных свойств диэлектрика.
Выводы из опыта
Исследуемая диэлектрическая проницаемость определяется по формуле ε = С/С₀. Таким образом, проведенный опыт демонстрирует влияние диэлектрика на емкость конденсатора.
Выбор диэлектрика для конденсатора
Чтобы изготовить конденсатор, необходимо использовать диэлектрики с хорошими свойствами изоляции. Иначе, заряды будут утекать через неподходящий диэлектрик. Например, вода не подходит для изготовления конденсатора, хотя у нее большая диэлектрическая проницаемость.
Значение диэлектрической проницаемости
Значение ε для большинства газов, включая воздух, приблизительно равно единице. Это связано с низкой плотностью газов. Диэлектрическая проницаемость у многих твердых диэлектриков варьируется от 2 до 8.