RUHSATLILIK (dielektrik doimiy) moddaning vakuumga nisbatan ushbu moddadagi elektr o'zaro ta'sir kuchlarini kamaytirish qobiliyatini tavsiflovchi fizik miqdor. Shunday qilib, d.p., moddadagi elektr o'zaro ta'sir kuchlari vakuumga qaraganda necha marta kamligini ko'rsatadi.

D.p. - dielektrik moddaning tuzilishiga bog'liq bo'lgan xarakteristikasi. Elektr maydonidagi har qanday moddaning elektronlar, ionlar, atomlar, molekulalar yoki ularning alohida qismlari va undan kattaroq bo?limlari qutblanadi (qarang Polarizatsiya), bu tashqi elektr maydonining qisman neytrallanishiga olib keladi. Agar elektr maydonining chastotasi moddaning qutblanish vaqtiga mutanosib bo'lsa, u holda ma'lum chastota diapazonida dispersiya faktorining dispersiyasi, ya'ni uning qiymatining chastotaga bog'liqligi (qarang Dispersiya ). Moddaning kuchi ham atom va molekulalarning elektr xossalariga, ham ularning nisbiy joylashishiga, ya'ni moddaning tuzilishiga bog'liq. Shuning uchun elektr o'tkazuvchanligini yoki uning atrof-muhit sharoitlariga qarab o'zgarishini aniqlash moddaning, xususan, tananing turli to'qimalarining tuzilishini o'rganishda qo'llaniladi (qarang Biologik tizimlarning elektr o'tkazuvchanligi ).

Turli moddalar (dielektriklar), ularning tuzilishi va agregatsiya holatiga qarab, d.p ning turli qiymatlariga ega (jadval).

Jadval. Ayrim moddalarning dielektrik o'tkazuvchanligining qiymati

Tibbiy biotadqiqotlar uchun D. va ni o?rganish alohida ahamiyatga ega. qutbli suyuqliklarda. Ularning tipik vakili suv bo'lib, dipol va maydon zaryadlarining o'zaro ta'siri tufayli elektr maydonida yo'naltirilgan dipollardan iborat bo'lib, bu dipol yoki orientatsion qutblanishning paydo bo'lishiga olib keladi. Suvning d.p.ning yuqori qiymati (t° 20° da 80) undagi turli kimyoviy moddalarning dissotsiatsiyalanish darajasini belgilaydi. moddalar va tuzlar, birikmalar, asoslar va boshqa birikmalarning yaxshi eruvchanligi (qarang: Dissotsiatsiya, Elektrolitlar). Suvdagi elektrolit kontsentratsiyasining ortishi bilan uning DP qiymati pasayadi (masalan, bir valentli elektrolitlar uchun tuz konsentratsiyasi 0,1 M ga oshganda suvning DP 1 ga kamayadi).

Ko'pgina biol ob'ektlar geterogen dielektriklarga tegishli. Biologik ob'ekt ionlarining elektr maydoni bilan o'zaro ta'sirida interfeyslarning qutblanishi muhim ahamiyatga ega (qarang Biologik membranalar ). Bunday holda, qutblanishning kattaligi kattaroq bo'lsa, elektr maydonining chastotasi shunchalik past bo'ladi. Biolning interfeys chegaralarining qutblanishi, ob'ektning ionlar uchun o'tkazuvchanligiga bog'liq bo'lganligi sababli, samarali D. p ko'p jihatdan membranalarning holati bilan belgilanadi.

Biologik kabi murakkab heterojen ob'ektning qutblanishi har xil xususiyatga ega bo'lganligi sababli (kontsentratsiya, makrostruktura, orientatsiya, ion, elektron va boshqalar), chastota ortishi bilan dispersiya omilining (dispersiya) o'zgarishi keskin bo'lishi aniq bo'ladi. ifodalangan. An'anaviy ravishda dinamik chastota dispersiyasining uchta hududi ajratiladi: alfa dispersiyasi (1 kHz gacha chastotalarda), beta dispersiyasi (chastota bir necha kHz dan o'nlab MGts gacha) va gamma dispersiyasi (10 9 Gts dan yuqori chastotalar); biolda ob'ektlar odatda tarqalish joylari o'rtasida aniq chegara bo'lmaydi.

Funktsiyaning, biolning holatining, ob'ektning yomonlashishi bilan D. p ning past chastotalarda tarqalishi to'liq yo'qolguncha (to'qimalarning o'limi bilan) kamayadi. Yuqori chastotalarda d.p ning qiymati sezilarli darajada o'zgarmaydi.

D.p. keng chastota diapazonida o'lchanadi va chastota diapazoniga qarab, o'lchash usullari ham sezilarli darajada o'zgaradi. Elektr tokining 1 Gts dan kam chastotalarida o'lchash sinov moddasi bilan to'ldirilgan kondansatkichni zaryad qilish yoki tushirish usuli yordamida amalga oshiriladi. Zaryadlash yoki tushirish oqimining o'z vaqtida bog'liqligini bilib, nafaqat kondansatkichning elektr sig'imi qiymatini, balki undagi yo'qotishlarni ham aniqlash mumkin. D. ni o'lchash uchun 1 dan 3 gacha bo'lgan chastotalarda 10 8 Hz va. Turli moddalarning dinamik xususiyatlaridagi o'zgarishlarni eng to'liq va har tomonlama o'rganish imkonini beradigan maxsus rezonans va ko'prik usullari qo'llaniladi.

Tibbiy-biologik tadqiqotlarda ko'pincha o'lchangan miqdorlarni to'g'ridan-to'g'ri o'qiydigan simmetrik o'zgaruvchan tok ko'prigi qo'llaniladi.

Bibliografiya: Dielektriklar va yarim o'tkazgichlarni yuqori chastotali isitish, ed. A. V. Netushila, M. -L., 1959, bibliogr.; S Edunov B. I. va Fran k-K a m e-n e c k va y D. A. Biologik ob'ektlarning dielektrik o'tkazuvchanligi, Usp. jismoniy Fanlar, 79-jild, v. 4, p. 617, 1963, bibliogr.; Biologiya va tibbiyotda elektronika va kibernetika, trans. ingliz tilidan, ed. P.K. Anoxina, p. 71, M., 1963, bibliogr.; E m e F. Dielektrik o'lchovlar, trans. nemis tilidan, M., 1967, bibliogr.

Bizni o'rab turgan har qanday modda yoki jism ma'lum elektr xususiyatlariga ega. Bu molekulyar va atom tuzilishi bilan izohlanadi: o'zaro bog'langan yoki erkin holatda bo'lgan zaryadlangan zarrachalarning mavjudligi.

Moddaga tashqi elektr maydoni ta'sir qilmasa, bu zarralar shunday taqsimlanadiki, ular bir-birini muvozanatlashtiradi va umumiy hajm bo'ylab qo'shimcha elektr maydoni hosil qilmaydi. Elektr energiyasini tashqi tomondan qo'llashda molekulalar va atomlar ichida zaryadlarning qayta taqsimlanishi sodir bo'ladi, bu esa o'zining tashqi elektr maydoniga qarama-qarshi yo'naltirilgan ichki elektr maydonini yaratishga olib keladi.

Agar qo'llaniladigan tashqi maydon vektori "E0" va ichki maydon "E" bilan belgilangan bo'lsa, u holda "E" umumiy maydoni bu ikki miqdorning energiyasi yig'indisi bo'ladi.

Elektrda moddalarni quyidagilarga bo'lish odatiy holdir:

o'tkazgichlar;

dielektriklar.

Bu tasnif uzoq vaqtdan beri mavjud, garchi u o'zboshimchalik bilan bo'lsa-da, chunki ko'plab jismlar boshqa yoki birlashtirilgan xususiyatlarga ega.

Supero'tkazuvchilar

Tekin zaryadga ega bo'lgan ommaviy axborot vositalari o'tkazgich sifatida ishlaydi. Ko'pincha metallar o'tkazgich vazifasini bajaradi, chunki ularning tuzilishida har doim moddaning butun hajmida harakatlana oladigan va shu bilan birga issiqlik jarayonlarining ishtirokchisi bo'lgan erkin elektronlar mavjud.

Supero'tkazuvchilar tashqi elektr maydonlarining ta'siridan ajratilganda, unda ion panjaralari va erkin elektronlardan musbat va manfiy zaryadlar muvozanati hosil bo'ladi. Ushbu muvozanat qo'llanilganda darhol buziladi - uning energiyasi tufayli zaryadlangan zarralarning qayta taqsimlanishi boshlanadi va tashqi yuzada ijobiy va salbiy miqdorlarning muvozanatsiz zaryadlari paydo bo'ladi.

Ushbu hodisa odatda deyiladi elektrostatik induksiya. Metalllarning yuzasida paydo bo'ladigan zaryadlar deyiladi induksion to'lovlar.

Supero'tkazuvchilarda hosil bo'lgan induktiv zaryadlar o'zlarining E maydonini hosil qiladi, o'tkazgich ichidagi tashqi E0 ta'sirini qoplaydi, shuning uchun umumiy, umumiy elektrostatik maydonning qiymati kompensatsiya qilinadi va 0 ga teng bo'ladi. ichi ham, tashqarisi ham bir xil.

Olingan xulosa shuni ko'rsatadiki, o'tkazgichning ichida, hatto tashqi maydon ulangan bo'lsa ham, potentsial farq va elektrostatik maydonlar yo'q. Bu fakt ekranlashda qo'llaniladi - induktsiyalangan maydonlarga sezgir bo'lgan odamlar va elektr jihozlarini elektrostatik himoya qilish usulini qo'llash, ayniqsa yuqori aniqlikdagi o'lchash asboblari va mikroprotsessor texnologiyasi.

Energetika sohasida yuqori voltli uskunalar tomonidan yaratilgan kuchlanish kuchaygan sharoitda ishlaydigan xodimlarni himoya qilish uchun elektr o'tkazuvchan iplari bo'lgan matolardan himoyalangan kiyim va poyabzal, shu jumladan bosh kiyimlar qo'llaniladi.

Dielektriklar

Bu izolyatsion xususiyatlarga ega bo'lgan moddalarga berilgan nom. Ular faqat bir-biriga bog'langan to'lovlarni o'z ichiga oladi va bepul to'lovlarni emas. Ular uchun barcha musbat va manfiy zarralar neytral atom ichida birga ushlanib, harakat erkinligidan mahrum. Ular dielektrik ichida taqsimlanadi va qo'llaniladigan tashqi maydon E0 ta'sirida harakat qilmaydi.

Biroq, uning energiyasi moddaning tuzilishida ma'lum o'zgarishlarga olib keladi - atomlar va molekulalar ichida musbat va manfiy zarralar nisbati o'zgaradi va moddaning ortiqcha, muvozanatsiz bog'langan zaryadlari paydo bo'lib, ichki elektr maydoni E ni hosil qiladi. U tashqi tomondan qo'llaniladigan kuchlanishga qarshi qaratilgan.

Bu hodisa deyiladi dielektrik polarizatsiya. U moddaning ichida tashqi energiya E0 ta'sirida hosil bo?lgan, lekin ichki E ning qarshi ta'sirida zaiflashgan E elektr maydonining paydo bo?lishi bilan tavsiflanadi”.

Polarizatsiya turlari

U dielektriklar ichida ikki xil bo'ladi:

1. orientatsiya;

2. elektron.

Birinchi tur dipol polarizatsiyasining qo'shimcha nomiga ega. Bu mikroskopik dipollardan molekulalarni hosil qiluvchi manfiy va musbat zaryad markazlari o'zgartirilgan dielektriklarga xosdir - ikkita zaryadning neytral birikmasi. Bu suv, azot dioksidi va vodorod sulfidi uchun xosdir.

Tashqi elektr maydonining ta'sirisiz, bunday moddalarning molekulyar dipollari mavjud harorat jarayonlari ta'sirida xaotik tarzda yo'naltiriladi. Bunday holda, ichki hajmning istalgan nuqtasida va dielektrikning tashqi yuzasida elektr zaryadi yo'q.

Bu rasm tashqi qo'llaniladigan energiya ta'sirida o'zgaradi, dipollar o'z yo'nalishini biroz o'zgartirganda va sirtda kompensatsiyalanmagan makroskopik bog'langan zaryadlar hududlari paydo bo'lib, qo'llaniladigan E0 ga teskari yo'nalishda E maydonini hosil qiladi.

Bunday qutblanish bilan harorat jarayonlarga katta ta'sir ko'rsatadi, termal harakatni keltirib chiqaradi va yo'naltiruvchi omillarni yaratadi.

Elektron polarizatsiya, elastik mexanizm

U o'zini qutbsiz dielektriklarda - dipol momentidan mahrum bo'lgan molekulalarga ega bo'lgan boshqa turdagi materiallarda namoyon bo'ladi, ular tashqi maydon ta'sirida musbat zaryadlar E0 vektori yo'nalishi bo'yicha va manfiy zaryadlar yo'nalishi bo'yicha deformatsiyalanadi. qarama-qarshi yo'nalishda.

Natijada, molekulalarning har biri qo'llaniladigan maydon o'qi bo'ylab yo'naltirilgan elektr dipol vazifasini bajaradi. Shunday qilib, ular qarama-qarshi yo'nalishda tashqi yuzada o'zlarining E" maydonini yaratadilar.

Bunday moddalarda molekulalarning deformatsiyasi, demak, tashqi maydon ta'siridan qutblanish ularning harorat ta'sirida harakatlanishiga bog'liq emas. Qutbsiz dielektriklarga metan CH4 misol bo'la oladi.

Ikkala turdagi dielektriklarning ichki maydonining raqamli qiymati dastlab tashqi maydonning o'sishiga to'g'ridan-to'g'ri mutanosib ravishda o'zgaradi, keyin esa to'yinganlikka erishilganda, chiziqli bo'lmagan effektlar paydo bo'ladi. Ular barcha molekulyar dipollar qutbli dielektriklarning maydon chiziqlari bo‘ylab to‘g‘ri kelganda yoki qutbsiz moddaning strukturasida atomlar va molekulalarning tashqi tatbiq etilgan katta energiyadan kuchli deformatsiyalanishi natijasida o‘zgarishlar sodir bo‘lganda yuzaga keladi.

Amalda, bunday holatlar kamdan-kam hollarda sodir bo'ladi - odatda birinchi navbatda buzilish yoki izolyatsiya buzilishi sodir bo'ladi.

O'tkazuvchanlik

Izolyatsiya qiluvchi materiallar orasida elektr xususiyatlari va ko'rsatkichlari muhim rol o'ynaydi o'tkazuvchanlik. Uni ikki xil xususiyatga ko'ra baholash mumkin:

1. mutlaq qiymat;

2. nisbiy o‘lcham.

Atama mutlaq dielektrik doimiy ea moddalari Kulon qonunining matematik yozuviga murojaat qilganda ishlatiladi. U ea koeffitsienti ko'rinishida D induksiya vektorini va E kuchlanishini bog'laydi.

Eslatib o'tamiz, frantsuz fizigi Sharl de Kulon o'zining torsion muvozanatlaridan foydalanib, kichik zaryadlangan jismlar orasidagi elektr va magnit kuchlarning qonuniyatlarini o'rgangan.

Muhitning nisbiy dielektrik o'tkazuvchanligini aniqlash moddaning izolyatsion xususiyatlarini tavsiflash uchun ishlatiladi. Ikki nuqta zaryadlari o'rtasidagi o'zaro ta'sir kuchining ikki xil sharoitda: vakuumda va ish muhitida nisbatini baholaydi. Bunda vakuum ko'rsatkichlari 1 (ev=1) deb qabul qilinadi va real moddalar uchun ular doimo yuqori, er>1 bo'ladi.

Sonli ifoda er o'lchamsiz kattalik sifatida ko'rsatiladi, dielektriklarning qutblanish effekti bilan izohlanadi va ularning xususiyatlarini baholash uchun ishlatiladi.

Shaxsiy muhit uchun dielektrik doimiy qiymatlar(xona haroratida)

Nisbiy dielektrik doimiy muhit e - izolyatsion (dielektrik) muhitning xususiyatlarini tavsiflovchi o'lchovsiz fizik miqdor. Bu elektr maydoni ta'sirida dielektriklarning polarizatsiyasi ta'siri bilan bog'liq (va bu ta'sirni tavsiflovchi muhitning dielektrik sezgirligi qiymati bilan). e qiymati muhitdagi ikkita elektr zaryad o'rtasidagi o'zaro ta'sir kuchi vakuumdagidan necha marta kamligini ko'rsatadi. Oddiy sharoitlarda havo va ko'pchilik boshqa gazlarning nisbiy dielektrik o'tkazuvchanligi birlikka yaqin (past zichligi tufayli). Ko'pgina qattiq yoki suyuq dielektriklar uchun nisbiy o'tkazuvchanlik 2 dan 8 gacha (statik maydon uchun). Statik maydondagi suvning dielektrik o'tkazuvchanligi ancha yuqori - taxminan 80. Katta elektr dipolga ega bo'lgan molekulalarga ega bo'lgan moddalar uchun uning qiymatlari yuqori. Ferroelektriklarning nisbiy dielektrik o'tkazuvchanligi o'nlab va yuz minglab.

Amaliy dastur

Dielektriklarning dielektrik o'tkazuvchanligi elektr kondansatkichlarini loyihalashda asosiy parametrlardan biridir. Dielektrik o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan materiallardan foydalanish kondansatkichlarning jismoniy o'lchamlarini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin.

Bosilgan elektron platalarni loyihalashda dielektrik doimiy parametr hisobga olinadi. Qatlamlar orasidagi moddaning dielektrik o'tkazuvchanligi qiymati uning qalinligi bilan birgalikda quvvat qatlamlarining tabiiy statik sig'imi qiymatiga ta'sir qiladi, shuningdek, taxtadagi o'tkazgichlarning xarakterli empedansiga sezilarli ta'sir qiladi.

Chastotaga bog'liqlik

Shuni ta'kidlash kerakki, dielektrik o'tkazuvchanlik ko'p jihatdan elektromagnit maydonning chastotasiga bog'liq. Buni har doim hisobga olish kerak, chunki mos yozuvlar jadvallari odatda statik maydon yoki bir necha kHz gacha bo'lgan past chastotalar uchun ma'lumotlarni o'z ichiga oladi, bu faktni ko'rsatmasdan. Shu bilan birga, ellipsometrlar va refraktometrlar yordamida sindirish ko'rsatkichi asosida nisbiy dielektrik o'tkazuvchanlikni olishning optik usullari mavjud. Optik usul bilan olingan qiymat (chastota 10-14 Hz) jadvallardagi ma'lumotlardan sezilarli darajada farq qiladi.

Masalan, suv misolini ko'rib chiqaylik. Statik maydon (chastota nol) bo'lsa, normal sharoitda nisbiy dielektrik o'tkazuvchanligi taxminan 80 ga teng. Bu infraqizil chastotalargacha bo'lgan holat. Taxminan 2 gigagertsdan boshlanadi e r tusha boshlaydi. Optik diapazonda e r taxminan 1,8 ni tashkil qiladi. Bu optik diapazonda suvning sinishi indeksi 1,33 ga teng ekanligiga juda mos keladi. Optik deb ataladigan tor chastota diapazonida dielektrik assimilyatsiya nolga tushadi, bu aslida odamni suv bug'lari bilan to'yingan er atmosferasida ko'rish mexanizmi bilan ta'minlaydi. Chastotaning yanada oshishi bilan muhitning xususiyatlari yana o'zgaradi.

Ba'zi moddalar uchun dielektrik doimiy qiymatlari

Kondensatorning sig'imi, tajriba shuni ko'rsatadiki, nafaqat uni tashkil etuvchi o'tkazgichlarning hajmi, shakli va nisbiy holatiga, balki bu o'tkazgichlar orasidagi bo'shliqni to'ldiradigan dielektrikning xususiyatlariga ham bog'liq. Dielektrikning ta'sirini quyidagi tajriba yordamida aniqlash mumkin. Keling, tekis kondansat?rni zaryad qilaylik va kondensatordagi kuchlanishni o'lchaydigan elektrometrning ko'rsatkichlariga e'tibor qaratamiz. Keyin biz zaryadsiz ebonit plitasini kondansatkichga suramiz (63-rasm). Plitalar orasidagi potentsial farq sezilarli darajada kamayishini ko'ramiz. Agar siz ebonitni olib tashlasangiz, elektrometr ko'rsatkichlari bir xil bo'lib qoladi. Bu shuni ko'rsatadiki, havo ebonit bilan almashtirilganda, kondansatkichning sig'imi ortadi. Ebonit o'rniga boshqa dielektrikni olsak, biz shunga o'xshash natijaga erishamiz, ammo faqat kondansatkichning sig'imidagi o'zgarish boshqacha bo'ladi. Agar plitalari orasida vakuum bo'lgan kondansatkichning sig'imi bo'lsa va bir xil kondansatkichning sig'imi bo'lsa, plitalar orasidagi butun bo'shliq havo bo'shliqlarisiz, qandaydir dielektrik bilan to'ldirilgan bo'lsa, u holda sig'im sig'imdan bir necha barobar ko'p bo'ladi, bu erda u faqat dielektrikning tabiatiga bog'liq. Shunday qilib, yozish mumkin

Guruch. 63. Ebonit plitasi uning plitalari orasiga surilganda kondansatkichning sig'imi ortadi. Elektrometrning barglari tushadi, garchi zaryad bir xil bo'lib qolsa

Miqdor nisbiy dielektrik o'tkazuvchanligi yoki oddiygina kondansat?r plitalari orasidagi bo'shliqni to'ldiradigan muhitning dielektrik o'tkazuvchanligi deb ataladi. Jadvalda 1-jadvalda ba'zi moddalarning dielektrik o'tkazuvchanligi ko'rsatilgan.

1-jadval. Ba'zi moddalarning dielektrik o'tkazuvchanligi

Yuqoridagilar nafaqat tekis kondansat?r uchun, balki har qanday shakldagi kondansat?r uchun ham amal qiladi: havoni qandaydir dielektrik bilan almashtirib, biz kondansatkichning sig'imini bir necha marta oshiramiz.

To'g'ri aytganda, kondansatkichning sig'imi faqat bitta plastinkadan ikkinchisiga o'tadigan barcha maydon chiziqlari ma'lum bir dielektrikdan o'tgan taqdirdagina ko'payadi. Bu, masalan, katta idishga quyilgan ba'zi suyuq dielektrikga to'liq botiriladigan kondansat?r uchun shunday bo'ladi. Biroq, agar plitalar orasidagi masofa ularning o'lchamiga nisbatan kichik bo'lsa, unda biz faqat plitalar orasidagi bo'shliqni to'ldirish kifoya deb taxmin qilishimiz mumkin, chunki bu erda kondansat?rning elektr maydoni amalda to'plangan. Shunday qilib, tekis kondansat?r uchun faqat plitalar orasidagi bo'shliqni dielektrik bilan to'ldirish kifoya.

Plitalar orasiga dielektrik o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan moddani qo'yish orqali kondansatkichning sig'imini sezilarli darajada oshirish mumkin. Bu amalda qo'llaniladi va odatda havo emas, balki kondensator uchun dielektrik sifatida shisha, kerosin, slyuda va boshqa moddalar tanlanadi. Shaklda. 64 texnik kondansat?rni ko'rsatadi, unda dielektrik parafin bilan singdirilgan qog'oz lenta bo'ladi. Uning qopqog'i mumli qog'ozga ikki tomondan bosilgan staniol choyshablaridir. Bunday kondensatorlarning quvvati ko'pincha bir necha mikrofaradga etadi. Misol uchun, gugurt qutisi o'lchamidagi havaskor radio kondansat?r? 2 mkF sig'imga ega.

Guruch. 64. Texnik tekis kondansat?r: a) yig'ilgan; b) qisman qismlarga ajratilgan shaklda: 1 va 1" - staniol lentalar, ularning orasiga mumlangan yupqa qog'oz 2 tasmalari yotqiziladi. Barcha lentalar akkordeon kabi bir-biriga buklanadi va metall qutiga joylashtiriladi. 3 va 3" kontaktlar lehimlanadi. 1 va 1" lentalarning uchlari. kontaktlarning zanglashiga olib kirish uchun kondansat?r

Kondensatorni ishlab chiqarish uchun faqat juda yaxshi izolyatsion xususiyatlarga ega dielektriklar mos kelishi aniq. Aks holda, zaryadlar dielektrik orqali oqadi. Shuning uchun suv, yuqori dielektrik o'tkazuvchanligiga qaramay, kondansat?r ishlab chiqarish uchun umuman mos kelmaydi, chunki faqat juda ehtiyotkorlik bilan tozalangan suv etarli darajada yaxshi dielektrik hisoblanadi.

Agar tekis kondansat?r plitalari orasidagi bo'shliq dielektrik o'tkazuvchanlik muhiti bilan to'ldirilgan bo'lsa, u holda tekis kondansat?r uchun formula (34.1) shaklni oladi.

Kondensatorning sig'imining atrof-muhitga bog'liqligi dielektriklar ichidagi elektr maydonining o'zgarishini ko'rsatadi. Ko'rdikki, kondansatkich dielektrik o'tkazuvchanlikka ega dielektrik bilan to'ldirilganda sig'im bir necha marta ortadi. Bu shuni anglatadiki, plitalardagi bir xil zaryadlar bilan ular orasidagi potentsial farq bir marta kamayadi. Ammo potentsiallar farqi va maydon kuchi bir-biriga bog'liqlik bilan bog'liq (30.1). Shuning uchun potentsial farqning kamayishi kondansatkichdagi maydon kuchi dielektrik bilan to'ldirilganda bir necha marta kichikroq bo'lishini anglatadi. Bu kondansatkichning sig'imini oshirishning sababi. vakuumdagiga qaraganda baravar kam. Bundan xulosa qilamizki, dielektrikda joylashgan nuqtaviy zaryadlar uchun Kulon qonuni (10.1) shaklga ega.

Ma'lumki, atrofimizdagi havo bir nechta gazlarning birikmasidir va shuning uchun yaxshi dielektrikdir. Xususan, buning natijasida ko'p hollarda o'tkazgich atrofida har qanday materialning qo'shimcha izolyatsion qatlamlarini tashkil qilish zaruratidan qochish mumkin. Bugun biz havo o'tkazuvchanligi haqida gapiramiz. Biroq, avvalo, keling, "dielektrik" atamasi nimani anglatishini aniqlashdan boshlaylik.

Barcha moddalar, elektr tokini o'tkazish qobiliyatiga qarab, shartli ravishda uchta katta guruhga bo'linadi: o'tkazgichlar, yarim o'tkazgichlar va dielektriklar. Birinchisi, ular orqali zaryadlangan zarralarning yo'naltirilgan o'tishiga minimal qarshilik ko'rsatadi. Ularning eng katta guruhi metallar (alyuminiy, mis, temir). Ikkinchisi ma'lum sharoitlarda (kremniy, germaniy) oqim o'tkazadi. Xo'sh, uchinchisi shunchalik kattaki, oqim ular orqali o'tmaydi. Bunga yorqin misol havodir.

Modda elektr maydonining ta'sir zonasiga kirganda nima sodir bo'ladi? Supero'tkazuvchilar uchun javob aniq - elektr toki paydo bo'ladi (albatta, zarrachalar uchun "yo'l" ni ta'minlaydigan yopiq zanjir mavjud bo'lganda). Bu zaryadlarning o'zaro ta'sir qilish usuli o'zgarishi tufayli sodir bo'ladi. Maydon dielektrik materialga ta'sir qilganda butunlay boshqacha jarayonlar sodir bo'ladi. Zarrachalarning zarrachalar bilan o'zaro ta'sirini o'rganishda o'zaro ta'sir kuchi nafaqat zaryadning son qiymatiga, balki ularni ajratib turadigan muhitga ham bog'liq ekanligi aniqlandi. Ushbu muhim xususiyat "moddaning dielektrik o'tkazuvchanligi" deb ataladi. Aslida, bu tuzatish omili, chunki uning o'lchami yo'q. U vakuumdagi o'zaro ta'sir kuchi qiymatining har qanday muhitdagi qiymatga nisbati sifatida aniqlanadi. "Dielektrik doimiy" atamasining jismoniy ma'nosi quyidagicha: bu qiymat vakuum bilan solishtirganda dielektrik material tomonidan elektr maydonining susayish darajasini ko'rsatadi. Bu hodisaning sababi shundaki, material molekulalari maydon energiyasini zarrachalarning o'tkazuvchanligiga emas, balki qutblanishga sarflaydi.

Ma'lumki, havo birlikka tengdir. Ko'pmi yoki ozmi? Keling, buni aniqlaylik. Endi eng keng tarqalgan moddalar uchun o'tkazuvchanlikning raqamli qiymatini mustaqil ravishda hisoblashning hojati yo'q, chunki bu ma'lumotlarning barchasi tegishli jadvallarda keltirilgan. Aytgancha, xuddi shunga o'xshash jadvaldan birga teng olingan. Havoning dielektrik o'tkazuvchanligi, masalan, getinaxnikidan deyarli 8 baravar kam. Ushbu raqamni, shuningdek, zaryadlarning qiymatini va ular orasidagi masofani bilib, havo yoki getinax plitasi bilan ajratilgan holda ularning o'zaro ta'sir kuchini hisoblash mumkin.

Kuchlilik formulasi quyidagicha:

F = (Q1*Q2) / (4* 3.1416* E0*Es*(r*r)),

bu erda Q1 va Q2 zaryad qiymatlari; E0 - vakuumda o'tkazuvchanlik (doimiy -12 quvvatga 8,86 ga teng); Es - havoning dielektrik o'tkazuvchanligi ("1" yoki jadvalga muvofiq boshqa har qanday moddaning qiymati); r - zaryadlar orasidagi masofa. Barcha o'lchamlar SI tizimiga muvofiq olinadi.

Ikki xil tushunchani chalkashtirib yubormaslik kerak - "havoning magnit o'tkazuvchanligi" va uning dielektrik o'tkazuvchanligi. Magnit har qanday moddaning yana bir xususiyati bo'lib, u koeffitsientni ham ifodalaydi, ammo uning ma'nosi boshqacha - ma'lum bir moddadagi munosabatlar va qiymatlar. Formulalarda mos yozuvlar ko'rsatkichi - sof vakuum uchun magnit o'tkazuvchanlik qo'llaniladi. Har xil elektr qurilmalarning hisob-kitoblarini bajarish uchun ham birinchi, ham ikkinchi tushunchalar qo'llaniladi.