Hằng số điện môi còn được gọi là độ thẩm thấu tương đối. Nó có ý nghĩa rất quan trọng trong lĩnh vực điện cơ khí. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về khái niệm, công thức tính của hằng số này. Đồng thời, bài viết này cũng tổng hợp giá trị cụ thể của một số chất điện môi phổ biến.
Contents
Hằng số điện môi là gì?
Như các bạn đã biết, 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 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 này cho ta biết, khi đặt các điện tích trong chất đó thì lực tác dụng giữa các điện tích sẽ nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi đặt nó trong chân không. Chính vì vậy, trong môi trường chân không thì ε = 1.
Ký hiệu hằng số điện môi đọc là gì?
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. Nói đến đây, chắc hẳn các bạn sẽ thắc mắc hằng số điện môi đọc là gì đúng không? Hằng số này đọc là epsilon các bạn nhé!
Biểu thức của hằng số điện môi là gì?
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 = Cd/C0
Trong đó:
- Cd 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.
Một số khái niệm liên quan đến hằng số điện môi
Để hiểu rõ hơn về hằng số ε đã trình bày ở bên trên, các bạn có thể tìm hiểu thêm một số khái niệm dưới đây:
Chất điện môi là gì?
Chất điện môi là những chất có khả năng dẫn điện kém hoặc không dẫn điện. Nói cách khác, đây là những chất sở hữu điện trở suất cao trong điều kiện nhiệt độ bình thường. Số lượng các điện tích tự do trong phân tử của các chất điện môi rất ít. Chính điều này đã làm cho nó có khả năng dẫn điện kém.
Tuy nhiên, khi điện trường tăng đến một giới hạn nhất định thì điện môi bị đánh thủng. Điều này cũng có nghĩa là nó đã mất đi tính cách điện. Các chất điện môi khác nhau sẽ có 1 điện trường giới hạn khác nhau. Hằng số điện môi sẽ chỉ phụ thuộc vào tính chất của điện môi.
Tụ điện là gì?
Tụ điện được cấu tạo gồm 2 bản kim loại đặt song song. Giữa 2 bản kim loại này là môi trường chân không có điện dung là C0. Khi không gian giữa 2 bản này được lấp đầy bằng môi trường có hằng số điện môi là ε, thì điện dung của tụ sẽ là:
C = ε. C0
Chất điện môi sử dụng trong tụ điện phải có giá trị ε lớn. Ngược lại, chất điện môi sử dụng làm chất dẫn điện sẽ có ε nhỏ.
Hằng số điện môi của một số chất thường gặp
Việc xác định hằng số điện môi có vai trò rất quan trọng, đặc biệt là trong công nghiệp. Người ta cần căn cứ vào đó để lựa chọn mức cảm biến đo phù hợp. Sau đây là ε của một số chất thường gặp:
Hằng số điện môi của dầu hỏa
Dầu hỏa còn được gọi là Kerosin, là hỗ 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.
Tương tự như khái niệm trên, 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. Còn một số chất khác thì như sau:
- Nước nguyên chất: 81
- Parafin: 2
- Giấy: 2
- Mica: 5,7 – 7
- Ebonit: 2,7
- Thủy tinh: 5 – 10
- Thạch anh: 4,5
Hằng số điện môi của nhôm là bao nhiêu?
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.
Qua bài viết, chúng tôi đã làm rõ các thông tin về hằng số điện môi. Đồng thời, đưa ra giá trị ε của một số chất thường gặp. Hy vọng những thông tin về hằng số ε trong bài sẽ giúp ích được cho bạn đọc. Hãy truy cập kienthucmaymoc.com để tìm hiểu thêm nhiều kiến thức bổ ích nhé!
