Τι συμβαίνει όταν ο αέρας αντικαθίσταται από ένα διηλεκτρικό μέσο σταθερής k Η μέγιστη έλξη δύναμης μεταξύ δύο φορτίων διαχωρισμένη απόσταση;
Κατανόηση διηλεκτρικών σταθερών
* Διευθυντική σταθερά (k): Μια διηλεκτρική σταθερά είναι ένα μέτρο της ικανότητας ενός υλικού να μειώνει την αντοχή του ηλεκτρικού πεδίου μεταξύ των φορτίων. Αντιπροσωπεύει τον παράγοντα με τον οποίο το ηλεκτρικό πεδίο μειώνεται σε σύγκριση με ένα κενό. Ο αέρας έχει μια διηλεκτρική σταθερά πολύ κοντά στο 1, που σημαίνει ότι έχει ελάχιστη επίδραση στο ηλεκτρικό πεδίο.
* πόλωση: Όταν ένα διηλεκτρικό υλικό τοποθετείται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο, τα μόρια του γίνονται πολωμένα. Αυτό σημαίνει ότι τα θετικά και αρνητικά φορτία εντός των μορίων ευθυγραμμίζονται ως απάντηση στο πεδίο, μειώνοντας αποτελεσματικά τη δύναμη του πεδίου μέσα στο υλικό.
Ο αντίκτυπος στη δύναμη
* Νόμος του Coulomb: Η δύναμη μεταξύ δύο κατηγοριών δίνεται από τον νόμο του Coulomb:
* F =k * (q1 * q2) / r²
* Πού:
* F είναι η δύναμη
* K είναι η σταθερά του Coulomb (8.98755 × 10⁹ n⋅m²/c²)
* Q1 και Q2 είναι τα μεγέθη των χρεώσεων
* r είναι η απόσταση μεταξύ των χρεώσεων
* Ρόλος διηλεκτρικής σταθεράς: Όταν υπάρχει ένα διηλεκτρικό υλικό, ο νόμος του Coulomb τροποποιείται:
* F =(k / k ') * (q1 * q2) / r²
* Όπου k 'είναι η διηλεκτρική σταθερά του υλικού.
* Μειωμένη δύναμη: Δεδομένου ότι το k 'είναι μεγαλύτερο από 1 για τα περισσότερα διηλεκτρικά υλικά, η δύναμη έλξης μεταξύ των φορτίων μειώνεται Όταν υπάρχει το διηλεκτρικό υλικό. Η μείωση της ισχύος είναι άμεσα ανάλογη με τη διηλεκτρική σταθερά.
Συνοπτικά
Όταν ο αέρας αντικαθίσταται από ένα διηλεκτρικό μέσο με σταθερή K, η μέγιστη δύναμη έλξης μεταξύ δύο φορτίων που χωρίζονται από απόσταση μειώνεται κατά συντελεστή k. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το διηλεκτρικό υλικό μειώνει την ισχύ του ηλεκτρικού πεδίου μεταξύ των φορτίων λόγω της πόλωσης.
