Förstå dielektriska konstanter
* dielektriska material: Dessa är material som kan polariseras av ett elektriskt fält. Detta innebär att deras beståndsdelsmolekyler anpassar sig som svar på fältet och skapar ett internt elektriskt fält som motsätter sig det yttre fältet.
* dielektrisk konstant (k): Detta är ett mått på materialets förmåga att minska den elektriska fältstyrkan mellan laddningar. En högre dielektrisk konstant innebär att materialet är mer effektivt för att minska det elektriska fältet.
Coulombs lag och dielektriska konstanter
Coulombs lag beskriver kraften mellan två punktsavgifter:
* f =k * (Q1 * Q2) / R²
Där:
* f är kraften mellan anklagelserna
* k är Coulombs konstant (en grundläggande konstant)
* Q1 och Q2 är storleken på avgifterna
* r är avståndet mellan avgifterna
I ett vakuum är den dielektriska konstanten 1. När ett medium med en dielektrisk konstant större än 1 införs, förändras det effektiva värdet på Coulombs konstant:
* k '=k / k
Där:
* k ' är den effektiva Coulombs konstant i mediet
* k är den ursprungliga Coulombs konstant
* k är den dielektriska konstanten för mediet
Effekt på kraft
Eftersom den effektiva Coulombs konstant (K ') minskar med ökande dielektrisk konstant (K) minskar kraften mellan laddningarna (F) också. Detta beror på att det dielektriska materialet försvagar det elektriska fältet mellan laddningarna.
Exempel
Om du har två punktsavgifter i ett vakuum och sedan fördjupar dem i vatten (dielektrisk konstant ~ 80) kommer kraften mellan dem att reduceras med en faktor 80.
Nyckel takeaway: Att införa ett dielektriskt material mellan laddningar försvagar det elektriska fältet och minskar kraften mellan dem. Ju högre den dielektriska konstanten, desto mer reduceras kraften.
