Диэлектрик в конденсаторе #4

Диэлектрик в конденсаторе увеличивает его потенциальную энергию. Это происходит из-за поляризации диэлектрического материала. Поляризованный диэлектрик помогает конденсатору накапливать больше заряда и, следовательно, увеличивать величину электрического поля между пластинами конденсатора. Высокое электрическое поле означает большее напряжение, а большее напряжение между пластинами увеличивает накопленную потенциальную энергию. Диэлектрический материал имеет диэлектрическую прочность, которая определяет коэффициент, на который может быть увеличена энергия конденсатора. Диэлектрическая постоянная — это число, используемое в качестве меры этой прочности. Более высокая диэлектрическая прочность означает большее накопление энергии в конденсаторе. Например, диэлектрическая постоянная воды составляет 78,2, а милара — 3,1. Тогда, если диэлектрическая постоянная воды равна 78,2, она все равно не используется в качестве диэлектрика. Причина в том, что диэлектрическая постоянная воды изменяется с движением воды. Другими словами, емкость конденсатора будет постоянно изменяться с движением воды. Таким образом, даже несмотря на то, что диэлектрическая постоянная воды равна 78,2, это плохая диэлектрическая среда. 00:22 Как изготавливается конденсатор? 00:59 Как диэлектрики улучшают характеристики конденсаторов? 02:53 Что происходит, когда между пластинами конденсатора помещают диэлектрик? 04:55 Что такое диэлектрическая постоянная? 05:52 Диэлектрические постоянные для различных материалов 06:20 Как индуцируется заряд в диэлектрике 09:27 Что такое диэлектрическая проницаемость диэлектрика? 10:55 Как происходит поляризация диэлектрика? 12:50 Визуальное представление — что происходит, когда между пластинами конденсатора помещается диэлектрик PDF-файл с кратким обзором: https://the-science-cube.teachable.com/p/physics-lessons-pdf-summary Плейлист «Конденсаторы и емкость»: https://www.youtube.com/playlist?list=PLQgL7RKnNg_xr8NGFzg5aCvtIOV2Z-tdw Подписка на Science Cube: https://the-science-cube.teachable.com/ Диэлектрики в конденсаторах (краткий обзор) Проще говоря, диэлектрик — это изоляционный материал, разделяющий две металлические пластины конденсатора. Когда к пластинам конденсатора прикладывается электрическое поле, диэлектрик поляризуется. Это, в свою очередь, способствует увеличению поверхностного заряда на пластинах конденсатора. Любое увеличение заряда приводит к увеличению потенциальной энергии конденсатора. Транскрипт В этом уроке мы рассмотрим: что такое диэлектрики, что такое диэлектрическая постоянная, что такое поляризация диэлектрического материала и, наконец, наглядно покажем, как введение диэлектрика изменяет электрическое поле, напряжение и энергию конденсатора. Итак, конденсаторы, используемые в различных областях применения, имеют две длинные полоски металлической фольги, разделенные пластиковой пленкой, которая может быть изготовлена из марганца, майлара или другого материала… а затем эта комбинация сворачивается в компактный блок, способный обеспечить необходимую емкость и энергию. Теперь… у вас должен возникнуть вопрос: зачем нам нужно вставлять пластиковую полоску… которую мы называем диэлектриком, между двумя металлическими фольгами? У этого есть три преимущества: Во-первых, практически невозможно разделить две металлические фольги или пластины тонким слоем воздуха, поскольку они будут стремиться разрушиться или соприкоснуться друг с другом, а мы этого не хотим. Поэтому этот пластиковый слой аккуратно разделяет две металлические пластины. Во-вторых, когда между металлическими пластинами находится воздух… существует предел, до которого конденсатор может быть заряжен или до которого может быть создана разность потенциалов, и, следовательно, предел, до которого может быть накоплен заряд и энергия. Этот предел обусловлен накоплением заряда и, следовательно, электрическим полем между пластинами, которое, достигнув определенного значения, вызывает пробой воздуха и его ионизацию. Если воздух ионизируется, это позволит электронам перемещаться непосредственно через пространство между пластинами, а этого мы не хотим. Но когда между пластинами находится диэлектрик, материал может выдерживать сильное электрическое поле и не ионизируется, или, говоря более техническим языком, в большей степени предотвращает электрический пробой. В результате конденсатор может быть заряжен гораздо сильнее, и, следовательно, в нем может быть накоплено больше энергии. Но нужно помнить, что у каждого конденсатора с диэлектриком есть предел, до которого он может выдерживать напряжение или разность потенциалов между пластинами, после превышения которого он сгорит… и этот предел можно увидеть на конденсаторе. Третья причина заключается в том, что емкость конденсатора с заданными размерами увеличивается, когда между пластинами находится диэлект...