|
|
 |
|
|
|
|
 |
4.1.5. NEPREVODNA SNOV V
ELEKTRIČNEM POLJU
|
|
|
|
|
S povečanjem elektrine na kovinskih ploščah se je povečal tudi
električni pretok med ploščama. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
► |
Neprevodne snovi (izolanti) krepijo
električni pretok. |
 |
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dielektrična polarizacija |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
► |
Električno polje polarizira atome izolantov (slika
4.1.5.2). |
|
|
► |
Polariziranim atomom izolantov pravimo električni dipoli. |
|
|
► |
Preoblikovanju nevtralnih atomov izolantov v
električne dipole s pomočjo električnega polja pravimo
dielektrična polarizacija! |
|
|
► |
Vzrok
krepitve električnega pretoka v izolantih je dielektrična1
polarizacija atomov in molekul izolanta. |
|
|
► |
Izolante z izrazito dielektrično
polarizacijo imenujemo dielektriki. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Povečanje elektrine na kovinskih ploščah z
dielektriki koristimo, kot bomo spoznali, za povečanje
kapacitivnosti kondenzatorjev. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dielektričnost (ε) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
► |
V praznem prostoru je gostota električnega
pretoka Do premo sorazmerna z električno poljsko
jakostjo E in
konstanto dovzetnosti praznega prostora za
električni pretok εo. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Če v električno polje vstavimo neprevodno snov,
bo električni pretok sestavljen iz dveh delov: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- iz električnega pretoka praznega prostora in
- iz električnega pretoka, ki ga prispeva dielektrična
polarizacija neprevodne snovi
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Gostoto tako okrepljenega
električnega pretoka zapišemo v obliki: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
εo |
As
Vm |
| | |
|
|
| ; |
|
E |
|
|
V
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Faktor εr je
faktor krepitve gostote električnega pretoka z dielektrikom.
Imenujemo ga relativna dielektričnost. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Preglednica:
Relativna
dielektričnost snovi |
|
|
|
|
|
|
Snov |
εr |
| |
prazen prostor |
1 |
| |
zrak |
1,0006 ≈ 1 |
| |
polistirol |
2,5 |
| |
steklo |
7,5 |
| |
aluminijev oksid |
8 |
| |
destilirana voda |
80 |
| |
berilijev titanat (keramika) |
7500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Produktu dielektričnosti praznega prostora in
relativne dielektričnosti dielektrika pravimo kar dielektričnost
dielektrika (ε). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
εo |
As
Vm |
|
|
|
| ; |
| εr
= število brez dimenzij |
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
|
|
Vzporedni kovinski plošči sta na medsebojni
razdalji 0,5 mm priključeni na napetost 10 V. Površina vsake od
plošč je 20 cm2 (sl. 4.1.5.5). Izračunaj gostoto električnega
pretoka, električni pretok in elektrino na ploščah v primeru, ko je
med ploščama: a) zrak in b) barijev titanat! |
|
|
|
a) Iz enačb 4.1.6 in 4.1.2 dobimo: |
|
D = εo
· εr · E = εo
· εr · |
|
U
d |
|
|
= |
|
8,85 · 10 -12 · 1
· |
|
|
10
0,5
· 10-3 |
|
|
= |
|
17,7 · 10-8 |
| |
|
|
C
m2 |
|
|
|
Enačbi 4.1.4 in 4.1.3 pa omogočata izračun
električnega pretoka med ploščama in elektrine na ploščah: |
|
D = |
Φe
A |
|
|
=> |
| Φe = D
· A |
|
|
Φe = Q = 17,7 · 10-8
· 20 · 10-4 = 354 · 10-12
C |
|
|
|
b) Iz preglednice 4.1.2 razberemo, da je
relativna dielektričnost barijevega titanata 7500. Po enačbi 4.1.7
bomo dobili εr-krat večjo gostoto
D, posledično pa bosta tolikokrat
večja tudi pretok in elektrina: |
|
D = εr
· Da = 7500 · 17,7 · 10
-8 |
|
|
= |
|
1,33 · 10-3 |
|
|
|
C
m2 |
|
|
|
Φe = Q = εr
· Qa = 7500 · 354 · 10-12
= 2,65 · 10-6 C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 di (lat.) = dve,
electrum (lat.) = elektrika
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
  |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
