Πώς αλλάζει η δύναμη μεταξύ 2 σημείων εάν η διηλεκτρική σταθερά μέσου στο οποίο διατηρούνται αυξάνεται;
Κατανόηση διηλεκτρικών σταθερών
* Διηλεκτρικά Υλικά: Αυτά είναι υλικά που μπορούν να πολωθούν από ένα ηλεκτρικό πεδίο. Αυτό σημαίνει ότι τα συστατικά τους μόρια ευθυγραμμίζονται ως απάντηση στο πεδίο, δημιουργώντας ένα εσωτερικό ηλεκτρικό πεδίο που αντιτίθεται στο εξωτερικό πεδίο.
* Διευθυντική σταθερά (k): Αυτό είναι ένα μέτρο της ικανότητας ενός υλικού να μειώνει την αντοχή του ηλεκτρικού πεδίου μεταξύ των φορτίων. Μια υψηλότερη διηλεκτρική σταθερά σημαίνει ότι το υλικό είναι πιο αποτελεσματικό στη μείωση του ηλεκτρικού πεδίου.
Ο νόμος και οι διηλεκτρικές σταθερές του Coulomb
Ο νόμος του Coulomb περιγράφει τη δύναμη μεταξύ των δύο τελικών σημείων:
* f =k * (q1 * q2) / r²
Οπου:
* f είναι η δύναμη μεταξύ των χρεώσεων
* k είναι η σταθερά του Coulomb (θεμελιώδης σταθερά)
* Q1 και q2 είναι τα μεγέθη των χρεώσεων
* r Είναι η απόσταση μεταξύ των χρεώσεων
Σε ένα κενό, η διηλεκτρική σταθερά είναι 1. Όταν εισάγεται ένα μέσο με διηλεκτρική σταθερά μεγαλύτερη από 1, η αποτελεσματική τιμή των σταθερών αλλαγών του Coulomb:
* k '=k / k
Οπου:
* k ' είναι η αποτελεσματική σταθερά Coulomb στο μέσο
* k είναι η σταθερά του αρχικού Coulomb
* k είναι η διηλεκτρική σταθερά του μέσου
Επίδραση στη δύναμη
Δεδομένου ότι η σταθερά (K ') της αποτελεσματικής Coulomb μειώνεται με την αύξηση της διηλεκτρικής σταθεράς (k), η δύναμη μεταξύ των φορτίων (στ) μειώνεται επίσης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το διηλεκτρικό υλικό εξασθενεί το ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ των φορτίων.
Παράδειγμα
Εάν έχετε δύο χρεώσεις δύο σημείων σε κενό και στη συνέχεια βυθιστείτε σε νερό (διηλεκτρική σταθερά ~ 80), η δύναμη μεταξύ τους θα μειωθεί κατά 80.
Key Takeaway: Η εισαγωγή ενός διηλεκτρικού υλικού μεταξύ των φορτίων εξασθενεί το ηλεκτρικό πεδίο και μειώνει τη δύναμη μεταξύ τους. Όσο υψηλότερη είναι η διηλεκτρική σταθερά, τόσο περισσότερο μειώνεται η δύναμη.
