Hằng số điện môi của một chất cho ta biết

Câu trả lời chính xác nhất: Hằng số điện môi của một chất cho biết khi đặt các điện tích trong môi trường điện môi đó thì lực tương tác Cu-lông giữa chúng sẽ giảm đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không. 

Để hiểu rõ hơn về hằng số điện môi hãy cùng Toploigiai tham khảo qua bài viết dưới đây nhé!

1. Hằng số điện môi là gì?

Lực tương tác giữa các vật mang điện sẽ phụ thuộc vào môi trường xung quanh nó. Thí nghiệm đã chứng minh rằng, tại một khoảng cách nhất định, giữa 2 điện tích đặt trong điện môi đồng chất có lực Coulomb nhỏ hơn lực tác dụng giữa chúng trong chân không ε lần.

Hằng số điện môi của một chất cho biết khi đặt các điện tích trong môi trường điện môi đó thì lực tương tác Cu-lông giữa chúng sẽ giảm đi bao nhiêu lần so với khi đặt chúng trong chân không.

Hằng số ε sẽ phụ thuộc vào tính chất của điện môi. Tuy nhiên, nó không phụ thuộc vào khoảng cách và độ lớn của các điện tích. Nó chính là hằng số điện môi của môi trường, hằng số này sẽ thể hiện đặc trưng cho tính chất điện của môi trường đó. Đại lượng này không có thứ nguyên, cũng có nghĩa nó là một số thuần túy và không có đơn vị.

Hằng số điện môi còn được gọi với tên đầy đủ là độ điện thẩm tương đối. Bởi nó bằng với tỷ số giữa độ điện thẩm của môi trường và độ điện thẩm chân không. Như đã nói ở trên, hằng số điện môi ký hiệu là ε đọc là epsilon

Hằng số chất điện môi biểu thị cho khả năng phân cực của chất điện môi. Biểu thức của nó có dạng như sau:

ε = C_d/C₀

Trong đó:

- C_d là điện dung của tụ điện dùng chất điện môi.

- C₀ là điện dung của tụ điện dùng chất điện môi là chân không hoặc không khí.

>>> Tham khảo: Hằng số điện môi của không khí là gì?

2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hằng số điện môi

Hằng số điện môi phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau như:

- Tần số: Tần số của điện áp đặt vào là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến hằng số điện môi. Khi tần số của điện áp đặt vào tăng lên; giá trị của hằng số điện môi trở nên phi tuyến tính.

- Điện áp áp dụng: Khi đặt một điện áp dòng điện một chiều; giá trị của hằng số điện môi giảm; trong khi đặt điện áp xoay chiều sẽ làm tăng giá trị của hằng số điện môi.

- Nhiệt độ: Khi nhiệt độ thấp, sự liên kết của các phân tử trong vật liệu điện môi rất khó khăn. Bằng cách tăng nhiệt độ, các lưỡng cực trong vật liệu điện môi trở nên ưu thế; dẫn đến sự tăng hằng số điện môi. Nhiệt độ này được gọi là nhiệt độ chuyển tiếp. Nếu nhiệt độ tăng cao hơn nhiệt độ chuyển tiếp; thì hằng số điện môi sẽ giảm dần.

- Độ ẩm và độ ẩm: Độ bền của vật liệu điện môi giảm khi độ ẩm hoặc độ ẩm tăng lên.

- Tác dụng đốt nóng: Khi đốt nóng vật liệu điện môi; thì xảy ra hiện tượng mất điện môi. Tổn thất điện môi được định nghĩa là sự tiêu tán năng lượng dưới dạng nhiệt; khi có chuyển động của các phân tử trong vật liệu; khi nó tiếp xúc với điện áp của dòng điện xoay chiều. Điều này diễn ra khi vật liệu hấp thụ năng lượng điện.

- Cấu trúc và hình thái của vật liệu cũng ảnh hưởng đến hằng số điện môi.

- Sự suy thoái và phong hóa của vật liệu cũng ảnh hưởng đến hằng số điện môi.

>>> Tham khảo: Nhận xét không đúng về điện môi là?

3. Hằng số điện môi của một số chất thường gặp

Hằng số điện môi của dầu hỏa

Dầu hỏa còn được gọi là Kerosin, là hỗn hợp của các hidrocacbon lỏng không màu. Nó có tính chất là rất dễ bắt cháy. Đây là sản phẩm thu được từ quá trình chưng cất phân đoạn dầu mỏ trong nhiệt độ từ 150 – 275 độ C. Hằng số điện môi của dầu là lực tương tác giữa các vật mang điện phụ thuộc vào môi trường xung quanh nó. Đồng thời, hằng số này phụ thuộc vào tính chất của điện môi. Hằng số điện môi của dầu hỏa được xác định là 2,1.

Hằng số điện môi của không khí

Như đã trình bày ở trên, hằng số điện môi còn có tên gọi đầy đủ là độ điện thẩm tương đối. Vì vậy, ta có thể biểu diễn nó bằng tỷ số giữa độ điện thẩm của môi trường và của chân không như sau: ε = εs/ε0

Hằng số điện môi trong không khí với điều kiện nhiệt độ 0 độ C và áp suất 760mmHg là 1,000 594

Hằng số điện môi của nhôm

Trong phần trên, chúng ta đã tìm hiểu chất điện môi không có khả năng dẫn điện. Nói cách khác, điện môi là môi trường cách điện. Còn nhôm thì ngược lại, nó có khả năng dẫn điện rất tốt. Nhôm là kim loại đứng thứ 4 trong các kim loại dẫn điện tốt nhất. Chính vì vậy, nhôm không phải là điện môi. Cho nên, sẽ không có ý nghĩa khi ta nói đến hằng số điện môi của kim loại nhôm.

4. Các ứng dụng của hằng số điện môi

Thiết bị điện tử

Chất điện môi k thấp có điện trở suất thấp; hoặc khả năng phân cực và giữ điện tích thấp. Do đó, chúng có thể được sử dụng để cách ly các dây dẫn mang tín hiệu với nhau. Đó là lý do tại sao chúng là vô giá đối với các mạch tích hợp nhiều lớp rất dày đặc; để bảo vệ chống lại sự suy giảm hiệu suất.

Chất điện môi cao k có điện trở suất cao và có thể dễ dàng phân cực. Đây là lý do tại sao chúng được ưu tiên cho các tụ điện để giữ điện tích; và cho các ô nhớ để lưu trữ dữ liệu kỹ thuật số.

Thời tiết

Khả năng cho phép tương đối của không khí có thể được theo dõi; để biết những thay đổi giúp hiểu rõ hơn về độ ẩm và nhiệt độ.

Hóa học phân tích

Thông tin hằng số điện môi rất quan trọng trong sắc ký; vì các dung môi khác nhau có thể có độ phân cực rất khác nhau.

Công nghệ thông tin

Hằng số điện môi của sợi quang được kiểm soát cẩn thận; thông qua việc đưa các tạp chất vào để điều khiển chiết suất của chúng; và do đó là phương thức truyền ánh sáng (dữ liệu).

--------------------------------

Trên đây Toploigiai đã cùng các bạn tìm hiểu hằng số điện môi của một chất cho ta biết. Chúng tôi hi vọng các bạn đã có thông tin hữu ích khi đọc bài viết này, chúc các bạn học tốt.