Chất điện môi là gì ? Hằng số điện môi và các thông tin chi tiết có liên quan

Mến chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này thì mình và các bạn sẽ cùng nhau thảo luận về một chủ đề đó là ” Chất điện môi là gì ? Và các thông tin liên quan “. Đây là một chủ đề được rất nhiều bạn quan bởi không phải ai cũng có thể biết rõ về chất điện môi cũng như môi trường điện môi là như thế nào. Chính vì thế mà bài viết này sẽ đáp ứng nhu cầu đó thông qua các nội dung chính như khái niệm về chất điện môi ? Phân loại chất điện môi ? Các tính chất của chất điện môi và một số thông tin liên quan khác. Từ đó các bạn sẽ có thêm kiến thức về vấn đề này nhằm ứng dụng cho công việc và học tập nhé. Còn bây giờ thì chúng ta bắt đầu nào !

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

Chất điện môi là gì ?

Trước khi vào nội dung chính thì tất cả chúng ta sẽ khám phá sơ lược về chất điện môi là gì nhé. Chất điện môi là chất dẫn điện kém, là những vật chất có điện trở suất cao ( 107 ÷ 1017 Ω. m ) ở nhiệt độ thông thường. Chất cách điện gồm phần nhiều những vật liệu vô cơ cũng như hữu cơ. Điện môi là những chất không dẫn điện ( cách điện ). Trong phân tử của những chất điện môi, số lượng những điện tích tự do là rất ít. Điều này làm năng lực mang điện của nó rất kém. Nhưng khi điện trường tăng vượt quá 1 giá trị số lượng giới hạn thì điện môi bị đánh thủng ( mất tính cách điện ), mỗi điện môi khác nhau có 1 điện trường số lượng giới hạn khác nhau hằng số điện môi ε chỉ phụ thuộc vào vào đặc thù của điện môi. Hằng số điện môi của chân không = 1 .

Khi điện môi được đặt trong điện trường, thực tế không có dòng điện chạy trong chúng bởi vì, không giống như kim loại, chúng không có các electron liên kết lỏng lẻo hoặc tự do có thể trôi qua vật liệu. Thay thế phân cực điện xảy ra. Các điện tích dương trong điện môi được dịch chuyển dần theo hướng của điện trường và các điện tích âm được dịch chuyển dần theo hướng đối diện với điện trường. Sự phân tách điện tích nhẹ hoặc phân cực này làm giảm điện trường trong lớp điện môi.

Sự hiện hữu của vật liệu điện môi ảnh hưởng tác động đến những hiện tượng kỳ lạ điện khác. Lực giữa hai điện tích trong môi trường tự nhiên điện môi nhỏ hơn so với trong chân không, trong khi lượng nguồn năng lượng được tàng trữ trong điện trường trên một đơn vị chức năng thể tích của môi trường tự nhiên điện môi là lớn hơn. Các điện dung của một tụ điện chứa đầy chất điện môi lớn hơn trong chân không. Ảnh hưởng của điện môi đến những hiện tượng kỳ lạ điện được miêu tả trên quy mô lớn hoặc vĩ mô bằng cách sử dụng những khái niệm như hằng số điện môi, độ thấm và phân cực .

Chất điện môi thụ động là gì ?

Chất điện môi thụ động ( vật liệu cách điện và vật liệu tụ điện ) : là những vật chất được dùng làm chất cách điện và làm chất điện môi trong những tụ điện như mi ca, gốm, thủy tinh, polyme tuyến tính, cao su đặc, sơn, giấy, bột tổng hợp, keo dính, …

Chất điện môi tích cực là gì ?

Chất điện môi tích cực là những vật liệu có hằng số điện môi hoàn toàn có thể điều khiển và tinh chỉnh được bằng :

• Điện trường ( VD : gốm, thuỷ tinh, .. )
• Cơ học ( chất áp điện như thạch anh )
• Ánh sáng ( chất huỳnh quang )

Các tính chất của chất điện môi:

Một chất được gọi là chất điện môi sẽ có những đặc thù đặc trưng như sau :

• Độ thẩm thấu điện tương đối ( hằng số điện môi – ε )
• Độ tổn hao điện môi ( Pa )
• Độ bền về điện của chất điện môi ( Eđ. t )
• Nhiệt độ chịu đựng
• Dòng điện trong chất điện môi ( I )
• Điện trở cách điện của chất điện môi

Hằng số điện môi là gì ?

Lực tương tác giữa các vật mang điện phụ thuộc vào môi trường xung quanh chúng. Thí nghiệm chứng tỏ rằng, ở một khoảng cách nhất định, lực Coulomb giữa hai điện tích đặt trong điện môi đồng chất nhỏ hơn lực tác dụng giữa chúng trong chân không ε lần (đọc là epsilon). Đây là một hằng số phụ thuộc vào tính chất của điện môi mà không phụ thuộc vào độ lớn và khoảng cách giữa các điện tích. Nó được gọi là hằng số điện môi của môi trường, đặc trưng cho tính chất điện của môi trường đó. Nó là đại lượng không có thứ nguyên; tức là một số thuần túy, không có đơn vị. Hằng số điện môi đôi khi còn được gọi đầy đủ là độ điện thẩm tương đối; do nó bằng tỷ số giữa độ điện thẩm của môi trường và độ điện thẩm chân không:

Hằng số chất điện môi ký hiệu là ε, nó biểu thị khả năng phân cực của chất điện môi. Biểu thức thể hiện có dạng

Trong đó:

• Cd: điện dung của tụ điện sử dụng chất điện môi

• C0: điện dung của tụ điện sử dụng chất điện môi là chân không hoặc không khí

Chất điện môi dùng làm tụ điện cần có hằng số điện môi ε lớn, còn chất điện môi dùng làm chất dẫn điện có ε nhỏ. Với chân không, hằng số điện môi hiển nhiên bằng 1. Trong công nghiệp, việc xác lập Hằng số điện môi của chất rất quan trọng để quyết định hành động chọn lại cảm ứng đo mức nào cho tương thích. Dưới đây là bảng hằng số điện môi của 1 số ít chất mà những bạn hoàn toàn có thể tìm hiểu thêm thêm :

Độ tổn hao điện môi (Pa) là gì ?

Độ tổn hao điện môi là hiệu suất điện tổn hao để làm nóng chất điện môi khi đặt nó trong điện trường, được xác lập trải qua dòng điện rò .

Pa = U2ωCtgδ

Trong đó:

• U là điện áp đặt lên tụ điện (V)

• C là điện dung của tụ điện dùng chất điện môi (F)

• ω là tần số góc (rad/s)

• tgδ là góc tổn hao điện môi

Nếu tổn hao điện môi trong tụ điện cơ bản là do điện trở của những bản cực, dây dẫn và tiếp giáp ( vd : lớp bạc mỏng dính trong tụ mi ca và tụ gốm ) thì tổn hao điện môi sẽ tăng tỉ lệ với bình phương của tần số :

Pa = U2ω2C2R

Vậy nên trong trong thực tiễn, những tụ điện thao tác ở tần số cao cần phải có những bản cực, dây dẫn và tiếp giáp được tráng bạc để giảm điện trở của chúng .

Độ bền về điện của chất điện môi (Eđ.t):

Đặt một chất điện môi vào trong một điện trường, khi tăng cường độ điện trường lên quá một giá trị giới hạn thì chất điện môi đó mất khả năng cách điện dẫn đến hiện tượng đánh thủng chất điện môi. Cường độ điện trường tương ứng với điểm đánh thủng gọi là độ bền về điện của chất điện môi đó (Eđ.t)

Trong đó:

• Uđ.t: điện áp đánh thủng chất điện môi

• d: độ dày của chất điện môi

Hiện tượng đánh thủng chất điện môi hoàn toàn có thể do nhiệt, do điện và do quy trình điện hóa

Dòng điện trong chất điện môi (I):

Dòng điện chuyển dịch IC.M (dòng điện cảm ứng): được tạo ra do quá trình chuyển dịch phân cực của các điện tích liên kết trong chất điện môi xảy ra cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng

Dòng điện rò Irò : được tạo ra do các điện tích tự do và điện tử phát xạ ra chuyển động dưới tác động của điện trường. Nếu dòng rò lớn sẽ làm mất tính chất cách điện của chất điện môi. Dòng điện tổng qua chất điện môi sẽ là: I = ICM + Irò. Sau khi quá trình phân cực kết thúc thì qua chất điện môi chỉ còn dòng điện rò.

Cơ sở của tính dẫn điện của điện môi là :

• Dòng hấp thụ – dòng điện chạy trong chất điện môi ở dòng không đổi cho đến khi đạt đến trạng thái cân bằng, thay đổi hướng khi bật và đặt điện áp vào nó và khi ngắt kết nối. Với dòng điện xoay chiều, cường độ trong chất điện môi sẽ luôn có trong nó trong khi nó ở trong trạng thái hoạt động của điện trường.

• Độ dẫn điện tử – sự chuyển động của các điện tử dưới tác động của trường.

• Độ dẫn ion – là sự chuyển động của các ion. Nằm trong dung dịch điện phân – muối, axit, kiềm, cũng như trong nhiều chất điện môi.

• Độ dẫn mol – sự chuyển động của các hạt tích điện gọi là mol. Nằm trong hệ thống keo, nhũ tương và huyền phù. Hiện tượng chuyển động của con sư tử trong điện trường được gọi là điện di.

Vật liệu cách điện được phân loại theo trạng thái tổng hợp và đặc thù hóa học. Đầu tiên được chia thành rắn, lỏng, khí và rắn. Bởi thực chất hóa học được chia thành những vật liệu hữu cơ, vô cơ và hữu cơ .

Độ dẫn điện của điện môi:

Độ dẫn điện của chất khí, những chất khí có độ dẫn hiện tại tương đối thấp. Nó hoàn toàn có thể xảy ra với sự xuất hiện của những hạt tích điện tự do, do ảnh hưởng tác động của những yếu tố bên ngoài và bên trong, điện tử và ion : bức xạ tia X và những loại phóng xạ, sự va chạm của những phân tử và hạt tích điện, yếu tố nhiệt .
Độ dẫn điện của chất điện môi lỏng, những yếu tố phụ thuộc vào : cấu trúc phân tử, nhiệt độ, tạp chất, sự hiện hữu của điện tích lớn của những electron và ion. Độ dẫn điện của chất điện môi lỏng phần nhiều phụ thuộc vào vào sự xuất hiện của nhiệt độ và tạp chất. Độ dẫn điện của những chất phân cực được tạo ra bằng cách sử dụng chất lỏng với những ion phân ly. Khi so sánh chất lỏng phân cực và không phân cực, trước kia có một lợi thế rõ ràng về độ dẫn. Nếu bạn làm sạch chất lỏng của tạp chất, nó sẽ góp thêm phần làm giảm những thuộc tính đang diễn ra của nó. Với sự ngày càng tăng độ dẫn của một chất lỏng và nhiệt độ của nó, sự giảm độ nhớt của nó xảy ra, dẫn đến sự ngày càng tăng tính di động của những ion .
Chất điện môi rắn. Độ dẫn điện của chúng được gây ra bởi sự hoạt động của những hạt tích điện của chất điện môi và tạp chất. Trong những trường mạnh của dòng điện, tính dẫn điện được phát hiện .

Tính chất vật lý của điện môi:

Khi điện trở suất của vật liệu nhỏ hơn 10-5 Ohm m, chúng hoàn toàn có thể được quy cho dây dẫn. Nếu nhiều hơn 108 Ohm * m – đến điện môi. Có những trường hợp khi điện trở suất sẽ lớn hơn nhiều lần so với điện trở của dây dẫn. Trong khoanh vùng phạm vi 10-5-108 Ohm * m là chất bán dẫn. Vật liệu sắt kẽm kim loại là một chất dẫn tuyệt vời của dòng điện .
Trong hàng loạt bảng tuần hoàn, chỉ có 25 nguyên tố thuộc về phi kim và 12 trong số đó hoàn toàn có thể thuộc tính của chất bán dẫn. Nhưng, tất yếu, ngoài những chất của bảng, vẫn còn nhiều kim loại tổng hợp, chế phẩm hoặc hợp chất hóa học có đặc thù của một chất dẫn, chất bán dẫn hoặc chất điện môi. Trên cơ sở này, rất khó để vẽ một góc nhìn nhất định của những giá trị của những chất khác nhau với điện trở của chúng. Ví dụ, ở thông số nhiệt độ thấp hơn, chất bán dẫn sẽ hoạt động giải trí giống như chất điện môi .

Các câu hỏi liên quan đến môi trường điện môi:

Sau đây là một số ít câu hỏi tương quan đến môi trường tự nhiên điện môi dành cho những bạn nào có cùng vướng mắc nhé .

Điện môi cơ bản bao gồm những vật liệu gì ?

Các loại điện môi phổ cập mà tất cả chúng ta hoàn toàn có thể thuận tiện nhận biết gồm có : kính, cao su đặc, dầu, nhựa đường, sứ, thạch anh, không khí, kim cương, nước sạch, nhựa, …

Điều gì xảy ra khi một vật liệu điện môi được đặt trong điện trường ?

Chất điện môi, vật liệu cách điện hoặc chất dẫn điện rất kém. Khi điện môi được đặt trong điện trường, thực tiễn không có dòng điện chạy trong chúng do tại, không giống như sắt kẽm kim loại, chúng không có những electron link lỏng lẻo hoặc tự do hoàn toàn có thể trôi qua vật liệu. Thay vào đó, sự phân cực điện xảy ra .

Phân cực điện của điện môi là gì ?

Phân cực điện môi là thuật ngữ được đưa ra để diễn đạt hành vi của vật liệu khi điện trường ngoài được vận dụng trên nó. Tâm điện tích dương của những phân tử riêng không liên quan gì đến nhau được kéo tự động hóa theo cùng hướng với điện trường về phía bản có điện tích âm .

Ảnh hưởng của điện môi đến điện dung là gì ?

Cường độ của điện trường bị giảm do sự hiện hữu của điện môi và nếu tổng điện tích trên những bản được giữ không đổi thì sự độc lạ tiềm năng sẽ giảm trên những bản tụ. Theo cách này điện môi làm tăng điện dung của tụ điện .

Điều gì xảy ra khi một chất cách điện được đặt trong điện trường ?

Chất cách điện được gọi là điện môi. Chất điện môi được đặt trong một trường điện tĩnh sẽ làm cho trường yếu hơn. … Dù sao đi nữa, những điện tích di dời bên trong một lớp điện môi và sự phân tách khoảng trống của những điện tích này gây ra một điện trường cảm ứng bổ trợ đối lập với trường sơ cấp và chống lại một phần .

Trên đây là một số thông tin và kiến thức cơ bản về chất điện môi là gì ? Hy vọng nó sẽ cần thiết cho những bạn đang cần tìm hiểu. Vì là kiến thức cá nhân và thu thập được trên các trang mạng nên không thể tránh khỏi sai sót, rất mong được sự đóng góp của các bạn để bài viết được hoàn hảo hơn.

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

[ Total : 3 Average : 5/5 ]

Source: https://suanha.org
Category : Vật Liệu