Постоянное электрическое поле: Электрические формулы и их описание

Итак, средство измерения: Измеритель параметров электрического и магнитного полей «ВЕ-метр-АТ-002», не является супер точным прибором. Прибор позволяет делать одновременные измерения электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля в двух полосах частот: от 5 Гц до 2 кГц и от 2 кГц до 400 кГц. Документ, в котором указаны ПДН при работе на компьютере СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03.
Предельно-допустимые нормы ЭМП

Пример 1

Пример 2

Пример 3

У нас в офисе два типа ламп, одни дают превышение в 2 раза, другие в 1.5. Это при условии, что они подключены в электрическую сеть, но выключены.
Специально для Вас продемонстрирую результаты с лампой на рабочем месте и без. Используется энергосберегающая лампа. Лампы накаливания в наличии нет.

E1, В/м	E2, В/м	B1, нТл	B2, нТл
Настольная лампа не работает, но включена в электрическую сеть
139	0.39	10	1
122	0.4	10	3
133	0.38	10	3
Настольная лампа работает (увеличение показаний связано с «разогревом» люминисцентной лампы после включения)
66	8. 9	10	3
79	11.4	10	4
86	12.9	10	4
Лампа отключена от сети. Показания работающего монитора
4	0.02	10	1

Пример 4

Излучение от телефона

Итог

По поводу ЖК мониторов и с ЭЛТ. Если заземление имеется, то неважно, какой тип монитора, показатели должны быть в норме. Без заземления у мониторов с ЭЛТ показатели несколько выше ЖК мониторов.

Специально для трудящихся из поста, которые подкинули идею написать эту статью, померил розетку, куда подключены свитч и роутер. Конечно, применение ПДН для мониторов чисто условно. Сделал только по одному замеру, чтобы хотя бы оценить величину.

PS Ввиду того, что сами медики не могут определиться какой же вред наносит ЭМП. Поэтому в том же СанПиНе рекомендуется при активной работе за компьютером после каждого часа делать 5-15 минут перерыва.
По поводу мифа, что кактус уменьшает излучение. Хочу вас расстроить, но это не так.

UPD: исправлено на электромагнитные поля, так будет правильно.

Электрическое поле. Постоянный и переменный электрический ток. физические основы реографии (стр. 1 из 2)

1. Понятие об электрическом поле. Силовая и энергетическая характеристики электрического поля

Электрическое поле – это вид материи, образующийся вокруг заряженных тел, посредством которого они взаимодействуют друг с другом.

Сила взаимодействия двух точечных зарядов определяется законом Кулона: F = k·q1·q2/r2. При этом если заряженные тела имеют одинаковые заряды, то они отталкиваются друг от друга, а разноимённые – притягиваются. Заряженные тела взаимодействуют друг с другом посредством их электрических полей.

Выделяют следующие характеристики электрического поля:

1. силовая характеристика – напряжённость электрического поля – это сила, которая действует на единицу заряда, помещённого в данное электрическое поле: E = F/q . Измеряется в [В/м]

Если определённый точечный заряд Q образует электрическое поле, то напряжённость этого поля в точке, находящейся на расстоянии r от заряда вычисляется по формуле: E = Q/(4πε0εr2) где Q– заряд, образующий данное электрическое поле; ε0 = 8, 84*10-12 Ф/м- электрическая постоянная; ε- электрическая проницаемость среды, в которой образуется поле; r — расстояние от точечного заряда до точки, в которой исследуется напряжённость.

За направление напряжённости принимают направление силы, действующей на положительный заряд.

Величина напряжённости электрического поля графически изображается в виде силовых линий – тех линий, направление касательных к которым в любой точке совпадают с направлением напряжённости электрического поля. Чем больше линий – тем больше напряжённость.

2. энергетическая характеристика электрического поля – потенциал.

В каждой точке электрического поля на внесённый в это поле заряд действует определённая сила. При перемещении заряда в электрическом поле будет совершаться работа. При этом каждая точка электрического поля будет характеризоваться потенциалом.

Потенциал поля в данной точке – это потенциальная энергия электрического поля в этой точке, приходящаяся на единицу помещённого в эту точку заряда: φ = Wp/q [В] Потенциал поля характеризует возможную работу, которую совершает электрическое поле или которая совершается над электрическим полем при перемещении этого заряда в точку с другим потенциалом: Δφ = A/q.

Поскольку работа будет совершаться только при перемещении заряда между точками, обладающими неодинаковыми потенциалами, то физический смысл имеет лишь разность потенциалов, или напряжение между двумя точками электрического поля. Поэтому, когда употребляют термин ″потенциал″, имеют в виду разность потенциалов между данной точкой, потенциал которой измеряют, и бесконечно удалённой точкой пространства, потенциал которой можно считать равным 0. При этом потенциал в данной точке поля, созданного точечным зарядом Q, равен: φ = Q/(4πε0εγ) и , если потенциал создается большим числом зарядов, то φ = ∑φ.

Только разность потенциалов можно измерить с помощью вольтметра. Считают, что напряженность электрического поля – отрицательный градиент потенциала.

2. Действие электрического поля на вещества

Действие электрического поля на различные вещества неодинаково и зависит от их внутреннего строения. По этому действию все вещества делят на:

— проводники электрического тока

— полупроводники

— изоляторы, или диэлектрики.

Проводники характеризуются тем, что в них под действием электрического поля образуется электрический ток – направленное движение заряженных частиц. Это происходит благодаря тому, что в проводниках имеются свободные заряды. Существуют проводники 1 рода (металлы, в которых есть свободные электроны) и 2 рода (растворы электролитов, в которых свободными зарядами являются положительно заряженные ионы – катионы и отрицательно заряженные ионы – анионы).

Полупроводники при обычной температуре имеют мало свободных зарядов. Причём когда электроны в полупроводниках становятся свободными, то на их месте образуется дырка – избыток положительного заряда. Поэтому носителями заряда в полупроводниках являются электроны и дырки.

В диэлектриках нет свободных носителей зарядов, поэтому под действием электрического поля в них не возникает электрического тока, но возникает явление, называемое поляризацией диэлектрика – приобретение диэлектриком полярности за счёт разделения в нём положительных и отрицательных зарядов под действием электрического поля. Поляризация существует в 3 вариантах: ориентационная, электронная и ионная.

Указанные различия хорошо описываются зонной теорией твёрдых тел, или квантовой теорией энергетического спектра электронов в кристалле. Согласно теории в кристалле существуют запрещённые и разрешённые энергетические зоны для электронов. Нижние зоны заполнены полностью электронам. Физические свойства кристаллов определяются верхними зонами, содержащими электроны. Если между верхней зоной и следующей разрешённой зоной запрещённая зона узкая (энергетический интервал невелик), то вещество является проводником, а если запрещённая зона велика – то диэлектриком.

3. Электрический ток

Основной характеристикой электрического тока является сила тока – количество заряда, пересекающее поперечное сечение проводника за единицу времени. Iср = Δq/Δt или для мгновенной силы тока : I = dq/dt. Единицей измерения силы тока является ампер (A). 1 ампер – сила тока, когда заряд 1 кулон проходит через поперечное сечение проводника за 1 секунду. Часто используют миллиампер (мА). 1 мА = 0, 001 A. Обычно за направление электрического тока в проводнике принимают направление движения положительных зарядов.

Другой величиной, характеризующей электрический ток, является плотность тока – сила тока, приходящаяся на единицу площади проводника. Измеряется в амперах на квадратный метр: J = I/S.

Различают:

— Постоянный ток – электрический ток, параметры которого (сила и направление) не изменяются во времени. Источниками постоянного тока являются генераторы, которые поддерживают постоянную разность потенциалов на концах проводника.

— Переменный ток – электрический ток, параметры которого изменяются во времени по закону синуса или косинуса. Электрический ток, передаваемый в потребительской электросети, представляет собой синусоидальное колебание частотой 50 Гц: I = Imax·cos(ωt + φ0).

Основным законом, описывающим постоянный электрический ток, является закон Ома: сила тока в проводнике прямо пропорциональна разности потенциалов между его концами, или электрическому напряжению (U): I = U/R.

Величина R называется электрическим сопротивлением. Сопротивление является свойством проводников препятствовать прохождению через него электрического тока, при этом электрическая энергия превращается в тепловую энергию. Сопротивление возникает из-за столкновения заряженных частиц (носителей тока) с внутренними структурами проводника – атомами и молекулами. Единицей измерения сопротивления является Ом. Обратная величина сопротивлению называется электрической электропроводностью (D).

Для многих веществ сопротивление является постоянной величиной, независимой от силы тока. Сопротивление проводника является функцией его размера, формы, строения и температуры. Величина сопротивления провода: R = ρ(1/S) (5)

, где l – длина проводника, S — площадь поперечного сечения проводника. Константа прямой пропорциональности ρ называется удельным сопротивлением [ом·м] . Она зависит только от свойств вещества и температуры. Обратной величиной удельному сопротивлению является удельная электропроводность (γ) [ом-1·м-1] .

На основе удельной электропроводности характеризуют свойство веществ проводить электрический ток. Хорошие проводники тока имеют высокую удельную электропроводность. Изоляторы, или диэлектрики, имеют низкую удельную электропроводность. Полупроводники имеют промежуточную удельную электропроводность. Используя удельную электропроводность, как характеристику вещества, можно представить закон Ома в другой форме: J = γE.

Из формулы следует, что плотность тока в проводнике прямо пропорциональна напряженности электрического поля (Е), создающего этот ток, и удельной электропроводности вещества проводника (γ).

Удельная электропроводность электролитов и биологических тканей

Плотность тока в растворе электролитов определяется электрическим зарядом положительных и отрицательных ионов, их концентрациями и скоростями движения в электрическом поле: J = q+n+v+ + q-n-v.

Если принять, что концентрация и величина электрического заряда положительных и отрицательных ионов равны, то J = qn(v+ + v-)(8)

Скорость v ионов пропорциональна напряженности электрического поля E и зависит от подвижности ионов u, которая, в свою очередь, является функцией размера, степени гидратации ионов, вязкости растворителя:

v = uE (9)

Тогда J = qn(u+ + u-)·E (10).

Это выражение является законом Ома для растворов электролитов.

Хотя сопротивление биологических тканей постоянному электрическому току велико, и по удельной электропроводности биологические ткани близки к диэлектрикам, для объяснения различий в электропроводности различных тканей, их рассматривают как проводники 2 рода, носителями заряда в которых служат ионы.

Биологические ткани не различаются существенно по их ионному составу, но отличаются условиями ионного перемещения. Поэтому ткани разнородны с точки зрения их электрических свойств. Мембраны клеток препятствуют перемещению ионов. Их электрическое сопротивление является наибольшим. Кровь, лимфа, цереброспинальная жидкость характеризуются низким сопротивлением электрическому току. Внутренние органы, содержащие много воды (мышцы, печень, почки, и т.п.), также имеют сравнительно низкое сопротивление. Но сопротивление таких тканей, как кожа и кости, очень высокое. Постоянный электрический ток плохо проникает через сухую кожу. Он распространяется в теле человека, главным образом, вдоль кровеносных и лимфатических сосудов и через мышцы.

Электрическая постоянная — Wikiversity

Электрическая постоянная , или диэлектрическая проницаемость вакуума, ранее называемая абсолютной диэлектрической проницаемостью и диэлектрической проницаемостью вакуума, является физической постоянной, скалярной величиной, которая:

Электрическая постоянная имеет размерность фарад на метр. {- 12}} Ф / м.

Электрическая постоянная появляется в уравнениях Максвелла в вакууме, которые описывают свойства электрических и магнитных полей, а также электромагнитного излучения и связывают поля с их источниками.

В веществе используются материальные уравнения электромагнитного поля, в то время как поле электрического смещения D выражается через электрическую постоянную, вектор напряженности электрического поля E и вектор плотности поляризации P :

D = ε0 E + P.{\ displaystyle \ mathbf {D} = \ varepsilon _ {0} \ \ mathbf {E} + \ mathbf {P}.}

Как правило, мы можем считать, что P = ε0χE {\ displaystyle \ mathbf {P } = \ varepsilon _ {0} \ chi \ mathbf {E}}, где величина χ {\ displaystyle \ chi} представляет собой тензор и называется электрической поляризуемостью. Это выражение означает, что вектор плотности поляризации как определенная реакция вещества порождается вектором напряженности электрического поля в веществе, а направления этих векторов могут не совпадать.

В слабом поле величина χ {\ displaystyle \ chi} имеет специальное название «электрическая восприимчивость» и почти постоянна в зависимости от типа материи и ее состояния. В этом случае мы можем написать:

D знак равно ε0 E + ε0χE = ε0 (1 + χ) E = ε0εrE = εaE. {\ Displaystyle \ mathbf {D} = \ varepsilon _ {0} \ \ mathbf {E} + \ varepsilon _ {0} \ чи \ mathbf {E} = \ varepsilon _ {0} (1+ \ chi) \ mathbf {E} = \ varepsilon _ {0} \ varepsilon _ {r} \ mathbf {E} = \ varepsilon _ {a} \ mathbf {E}.}

Произведение электрической постоянной на относительную диэлектрическую проницаемость εr {\ displaystyle \ varepsilon _ {r}} в этом выражении называется абсолютной электрической проницаемостью εa {\ displaystyle \ varepsilon _ {a}} .{2}}} {\ frac {\ mathbf {r} _ {12}} {r_ {12}}},}

, где r12 {\ displaystyle r_ {12}} — расстояние между зарядами q1 {\ displaystyle q_ {1}} и q2 {\ displaystyle q_ {2}}. Если r12 {\ displaystyle \ mathbf {r} _ {12}} — это вектор, направленный от заряда q1 {\ displaystyle q_ {1}} к заряду q2 {\ displaystyle q_ {2}}, то сила F12 {\ displaystyle \ mathbf {F} _ {12}} будет силой, действующей на заряд q2 {\ displaystyle q_ {2}} от заряда q1 {\ displaystyle q_ {1}}. Из выражения для силы видно, что электрическая постоянная в системе физических единиц СИ связывает электрический заряд с механическими единицами, такими как сила и расстояние.

Выражение через параметры вакуумного поля [править | править источник]

В концепции силового вакуумного поля ^[2] предполагается, что электрогравитационный вакуум заполнен потоками частиц, которые создают гравитационные и электромагнитные силы между телами. В частности, потоки заряженных частиц — праонов, движущихся с релятивистскими скоростями и передающих свой импульс заряженному веществу, считаются ответственными за возникновение кулоновской силы.{32}} Дж / м³ — плотность энергии потоков праонов для сферического распределения.

Отсюда следует, что электрическая постоянная является динамической переменной, зависящей от параметров частиц вакуумного поля.

1. ↑ CODATA Значение: электрическая постоянная. Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности. Национальный институт стандартов и технологий США. Июнь 2015. Дата обращения 25 сентября 2015. Рекомендуемые значения CODATA на 2014 год.
2. ↑ Федосин С.Г. Силовое вакуумное поле как альтернатива эфиру и квантовому вакууму.Протоколы WSEAS по прикладной и теоретической механике, ISSN / E-ISSN: 1991-8747 / 2224-3429, том 10, ст. # 3, стр. 31-38 (2015).
3. ↑ Федосин С.Г. Заряженная составляющая вакуумного поля как источник электрической силы в модернизированной модели Ле Сажа. Журнал фундаментальных и прикладных наук, Vol. 8, No. 3, pp. 971-1020 (2016). http://dx.doi.org/10.4314/jfas.v8i3.18, https://dx.doi.org/10.5281/zenodo.845357.

Константа связи — Викиверситет

Константа взаимодействия (или константа взаимодействия) — это параметр в теории поля, который определяет относительную силу взаимодействия между частицами или полями.В квантовой теории поля константы связи связаны с вершинами соответствующих диаграмм Фейнмана. Безразмерные параметры используются как константы связи, а также связанные с ними величины, которые характеризуют взаимодействие и имеют размеры. Примерами являются безразмерная постоянная тонкой структуры электромагнитного взаимодействия и электрический элементарный заряд, измеряемый в кулонах (Кл).

Сравнение взаимодействий [править | править источник]

Если мы выберем объект, который участвует во всех четырех фундаментальных взаимодействиях, значения безразмерных констант связи этого объекта, найденные в соответствии с общим правилом, покажут относительную силу этих взаимодействий.На уровне элементарных частиц в качестве такого объекта чаще всего используется протон. Базовая энергия для сравнения взаимодействий — это электромагнитная энергия фотона, которая по определению равна:

Uf = hcλ, {\ displaystyle U_ {f} = {\ frac {hc} {\ lambda}},}

, где h {\ displaystyle ~ h} — постоянная Планка, c {\ displaystyle ~ c} — скорость света, λ {\ displaystyle ~ \ lambda} — длина волны фотона. Выбор энергии фотона не случаен, поскольку в основе современной науки лежит волновое представление на основе электромагнитных волн. {2}} {r}},}

где G {\ displaystyle ~ G} — гравитационная постоянная, Mp {\ displaystyle ~ M_ {p}} — масса протона, r {\ displaystyle ~ r} — величина расстояние между центрами протонов.

Если предположить, что расстояние r {\ displaystyle ~ r} и длина волны электромагнитного фотона λ {\ displaystyle ~ \ lambda} связаны формулой λ = 2πr {\ displaystyle ~ \ lambda = 2 \ pi r}, тогда отношение абсолютного значения энергии гравитационного взаимодействия к энергии фотона дает безразмерную константу связи:

αg = ∣Ug∣Uf = GMp2ℏc = 5.{-3}.}

Сильное взаимодействие [править | править источник]

На уровне адронов сильное взаимодействие рассматривается в Стандартной модели физики элементарных частиц как «остаточное» взаимодействие кварков, входящих в состав адронов. Предполагается, что глюоны как переносчики сильного взаимодействия порождают виртуальные мезоны в пространстве между адронами. В пион-нуклонной модели взаимодействия Юкавы ядерные силы между нуклонами объясняются как результат обмена виртуальными пионами, а энергия взаимодействия имеет следующий вид:

Us = −gNπ24πrexp⁡ (−Mπcrℏ), {\ displaystyle U_ {s} = — {\ frac {g_ {N \ pi} ^ {2}} {4 \ pi r}} \ exp (- {\ frac {M _ {\ pi} cr} {\ hbar}}),}

где gNπ {\ displaystyle ~ g_ {N \ pi}} — эффективный заряд псевдоскалярного взаимодействия пион-нуклон, Mπ {\ displaystyle ~ M_ {\ pi}} — масса пиона. {2}} {4 \ pi \ hbar c}} \ приблизительно 14 {.} 6.}

Константы в квантовой теории поля [править | править источник]

Эффекты взаимодействия в теории поля часто определяют с помощью теории возмущений, в которой выполняется разложение функций в уравнениях по степеням константы связи. Обычно для всех взаимодействий, кроме сильного, константа связи значительно меньше единицы. Это делает использование теории возмущений эффективным, поскольку вклад высших членов разложений быстро уменьшается, и их вычисление становится ненужным.В случае сильного взаимодействия теория возмущений становится непригодной и требуются другие методы расчета.

Одним из предсказаний квантовой теории поля является так называемый эффект «плавающих констант», согласно которому константы связи медленно изменяются с увеличением энергии, передаваемой при взаимодействии между частицами. Таким образом, константа электромагнитной связи увеличивается, а константа сильного взаимодействия уменьшается с увеличением энергии. {2}} {4 \ pi \ hbar c}} <1,}

где gqg {\ displaystyle ~ g_ {qg}} — эффективный цветовой заряд кварка, испускающего виртуальные глюоны для взаимодействия с другими кварками.

По мере того, как расстояние между кварками уменьшается из-за столкновений частиц высоких энергий, происходит логарифмическое уменьшение αsq {\ displaystyle ~ \ alpha _ {sq}} и ослабление сильного взаимодействия (эффект асимптотической свободы кварков) ожидаемые. ^[1] В масштабе переданной энергии порядка массы-энергии Z-бозона (91.19 ГэВ) было обнаружено, что αsq = 0,1187. {\ Displaystyle ~ \ alpha _ {sq} = 0,1187.} ^[2] При той же шкале энергий константа связи электромагнитного взаимодействия увеличивается до значения порядка 1 / 127 вместо ≈1 / 137 при низких энергиях. Предполагается, что при более высоких энергиях, порядка 10 ¹⁸ ГэВ, значения констант связи гравитационного, слабого, электромагнитного и сильного взаимодействий частиц станут ближе и даже станут примерно равными друг другу.

Константы в других теориях [править | править источник]

Теория струн [править | править источник]

В теории струн константы связи рассматриваются не как постоянные, а как динамические величины. В частности, в той же теории при низких энергиях кажется, что струны движутся в десяти измерениях, а при высоких энергиях — в одиннадцати. Изменение числа размеров сопровождается изменением констант связи. ^[3]

Сильная гравитация [править | править источник]

Сильная гравитация вместе с гравитационным торсионным полем и электромагнитными силами считаются основными компонентами сильного взаимодействия в гравитационной модели сильного взаимодействия.В этой модели вместо рассмотрения взаимодействий кварков и глюонов учитываются только два фундаментальных поля (гравитационное и электромагнитное), которые действуют в заряженной материи элементарных частиц, обладающих массой, а также в пространстве между ними. В этом случае кварки и глюоны, согласно модели кварковых квазичастиц, рассматриваются не как реальные частицы, а как квазичастицы, отражающие квантовые свойства и симметрию, присущие адронной материи. Такой подход значительно уменьшает количество (рекордное количество для физической теории) недоказанных, но постулируемых свободных параметров, которые существуют в стандартной модели физики элементарных частиц, где таких параметров не менее 19.

Еще одно следствие состоит в том, что слабые и сильные взаимодействия не считаются независимыми полевыми взаимодействиями. Сильное взаимодействие сводится к комбинации гравитационных и электромагнитных сил, в которых важную роль играют эффекты задержки взаимодействий (дипольные и орбитальные торсионные поля и магнитные силы). Соответственно, константа сильной связи определяется по аналогии с константой связи гравитационного взаимодействия: ^[4]

αpp = ∣UΓ∣Uf = βΓMp2ℏc = αβMpMe = 13.{2}} {\ hbar c}} = {\ frac {\ alpha \ beta M_ {p}} {M_ {e}}} = 13 {.} 4 \ beta,}

где Γ {\ displaystyle ~ \ Gamma} — постоянная сильной гравитации, Me {\ displaystyle ~ M_ {e}} — масса электрона, β {\ displaystyle ~ \ beta} — коэффициент, который равен 0,26 для взаимодействия двух нуклонов и имеет тенденцию до 1 для тел с меньшей плотностью вещества.

Что касается слабого взаимодействия, то предполагается, что оно является результатом трансформации материи элементарных частиц, которая происходит за счет реакций слабого взаимодействия, но на более глубоком уровне материи.Примеры слабого взаимодействия с нуклонами рассмотрены в субстанциональной модели нейтрона и субстанциональной модели протона.

Взаимодействия на уровне звезд [править | править источник]

Среди звёздных постоянных, описывающих квантование параметров космических систем в водородной системе звёзд, есть две безразмерные константы. Один из них определяет постоянную тонкой структуры звезды α {\ displaystyle ~ \ alpha}, а другой определяет относительную силу взаимодействия между двумя звездами.{30}} кг — масса магнетара, Md = 1,5⋅10

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОСТОЯННЫЕ — Большая Химическая Энциклопедия

Вставка числовых значений для элементарного заряда e, скорости света c и электрической постоянной Eq, используя… [Pg.544]

Конституция XV для сахарозы до сих пор удовлетворяет все предъявляемые к ней требования. Как и его предшественники, I и II (стр. 6), он не был несовместим с физическими свойствами сахарозы, такими как магнитное вращение или парахор, хотя последнее утверждение было отвергнуто. Фон Липпманн перечисляет очень много ранних определений физических свойств сахара, более поздние измерения включают теплоту сгорания, молекулярную массу жидкого аммиака и различные оптические и электрические константы…. [Стр.16]

Ходжкин А.Л., Раштон В.А. Электрические константы нервного волокна ракообразных. Proc R Soc Lond [B] 1946 133 444-479. [Pg.128]

Weidmann S Электрические константы волокон Пуркинье. J. Physiol (Лондон) 1952 г., 118 348-360. [Pg.138]

РИСУНОК 3.12 Распределенное постоянное представление линий электропередачи на высоких частотах, где c, 1 и r — электрические константы для единицы расстояния. [Pg.64]

Потребляемая мощность электролизеров и выходная мощность кислородно-водородных турбин могут быть изменены очень быстро по сравнению с традиционными технологиями производства пиковой электроэнергии.Следовательно, эти системы могут использоваться для регулирования мощности для производства электроэнергии более высокого качества (постоянного напряжения и частоты). Это очень дорогая коммунальная услуга. [Pg.162]

U — потенциал потока, p — давление, eT и sp — диэлектрическая проницаемость и электрическая постоянная соответственно. rj — вязкость, k — проводимость раствора. Поскольку для прибора требуется минимальная проводимость раствора, измерения проводились при концентрации фонового электролита (KC1) от 10-5 до 10-3 М.[Стр.84]

Свободные радикалы можно обнаружить с помощью прямого ЭПР (при комнатной температуре и низкой температуре) и с помощью спинового захвата. Измерение СОЭ при комнатной температуре в тканях сердца с использованием обычного СОЭ невозможно из-за высокой электрической постоянной воды, которая является основным компонентом тканей сердца. Поэтому приходится использовать низкотемпературные измерения СОЭ для тканей сердца. Очевидный недостаток низкотемпературной СОЭ, особенно в том, что касается обнаружения свободных радикалов, заключается в том, что замороженная ткань должна быть механически обработана перед анализом СОЭ.Это вызвало значительную путаницу и ошибочные выводы в литературе по свободным радикалам миокарда, о чем будет сказано ниже. [Pg.338]

Ссылки прилагаются к исследованиям растворимости бромида натрия в органических растворителях, 2 и другим материалам, касающимся таких свойств его водных растворов, как удельная теплоемкость, 3 плотность, 4 показатель преломления, 8 давление пара, 6 молекулярное понижение точки замерзания7 и повышение температуры кипения, 8 электрические константы, 9 и влияние диоксида серы на растворимость бромида.10 … [Pg.100]

Таким образом, химический состав растворов аммиака практически аналогичен химическому составу водных растворов. Принципиальные отличия заключаются в повышенной основности аммиака и его сниженной электрической постоянной. Последняя не только снижает растворимость ионных материалов, но и способствует образованию ионных пар и ионных кластеров. Следовательно, даже сильные кислоты, основания и соли имеют высокую концентрацию. [Стр.193]

Бкман и Россини (1) измерили энтальпию сгорания ромбической серы до SO2.и электрические константы, хотя и незначительные, были сделаны. [Pg.1672]

Параметр sq называется диэлектрической проницаемостью свободного пространства или электрической постоянной и имеет значение 8,85419 X IQ-12 q1 jvj-1 j -1 ggg, сноска в Разделе 13.3.1 для более полного объяснения электростатического заряда. условности, соблюдаемые в этой книге. [Стр.55]

Такое определение ампера могло бы быть следующим: Ампер, единица электрического тока, таков, что элементарный заряд равен 1,60217653 x 10 кулонов. Это определение определяет ампер, потому что, по крайней мере, в принципе, можно было бы подсчитать количество электронов, проходящих через поверхность, и поскольку величина заряда, переносимого каждым электроном, была бы известна, также был бы известен ток.Одним из следствий этого определения является то, что электрическая постоянная eo и магнитная постоянная ro больше не будут точными величинами, а будут определяться экспериментально с помощью выражений … [Pg.33]

RПостоянная Ридберга me и trip равны соответственно, массы электрона и протона Rp — зарядный радиус протона, а kQ — комптоновская длина волны электрона, a — постоянная тонкой структуры ef 2 Qhc), где e — заряд электрона, например электрическая постоянная, c — скорость света , h — постоянная Планка.Постоянная Ридберга может быть выражена через другие константы как mect 2h) … [Pg.255]

Спирты и вода, очевидно, довольно близки по основности. Эффекты среды, рассчитанные по изменению электрической постоянной, примерно соответствуют экспериментальным значениям. Для других растворителей в таблице 3.3.3 очевидно, что предсказания электростатического разряда не соответствуют действительности. Кислый растворитель HCO2H намного менее щелочной, чем вода, и имеет очень большой положительный средний эффект. Выражаясь в терминах 7, неудача модели Борна представляет собой впечатляющее предсказанное значение 2, наблюдаемое значение 8 X 10.Ацетонитрил и ацетон также менее щелочные, чем вода. Формамид, гидразин и аммиак, более основные, чем вода, стабилизируют протон и имеют отрицательные значения среднего эффекта. [Pg.341]

Диэлектрики в электрическом поле | IntechOpen

2.1. Электропроводность

Основными свойствами диэлектрика в электрическом поле являются проводимость, поляризация, рассеяние и пробой. Хотя обычно диэлектрический материал является хорошим изолятором, все же некоторые заряды проходят через весь материал под действием электрического поля, что называется током утечки.В поле постоянного тока (dc) ток может быть постоянным для материала. Если обнаруженный ток равен I , когда напряжение U приложено к материалу, проводимость G материалов составляет I / U . Если материал имеет регулярную пластинчатую структуру с поверхностью A и толщиной t , проводимость σ материала составляет:

σDC = IUdAE1

Это свойство также может быть выражено объемным удельным сопротивлением ρ , которое обратно пропорционально проводимости:

ρ = UIAdE2

Как проводимость, так и удельное сопротивление являются электрическими свойствами для всех материалов, то есть проводника, полупроводника и изолятора.Из-за различного механизма проводимости существует огромный разрыв между проводимостью разнородных материалов, что хорошо понимается теорией энергетических зон. Электропроводность проводника может достигать 10 ⁹ См / м; проводимость хороших изолирующих диэлектриков может составлять 10 ⁻¹⁸ См / м.

Проводимость по постоянному току в диэлектриках связана с прыжковым переходом дефектных носителей заряда и, следовательно, сильно зависит от температуры:

σDC = σ0e − Ea / kBTE3

Здесь kB — постоянная Больцмана, T — температура, Ea, — энергия тепловой активности.Подгоняя экспериментальную дату с формулой. 3, подобранная энергия активации Ea дает информацию о носителях тока.

Проводимость диэлектриков в поле переменного тока связана с мнимой частью диэлектрической проницаемости, которая вводится в разделе 3. Поскольку для диэлектриков требуется изоляция, при исследовании диэлектриков проводимость не учитывается. Однако в некоторых случаях это имеет решающее значение для диэлектрических свойств [7].

2.2. Поляризация

Поляризация — это уникальные электрические свойства диэлектриков, в зависимости от того, какое понятие определено. Существуют различные типы поляризации, то есть электронная поляризация, ионная поляризация, ориентационная поляризация, интерфейсная поляризация, спонтанная поляризация и так далее.

В диэлектриках, если один положительный заряд + q и соответствующий отрицательный заряд — q разделены расстоянием d , создается электрический диполь с величиной p = qd .Это вектор с направлением от отрицательного заряда к положительному. Этот диполь может быть вызван электрическим полем, например, при электронной поляризации или ионной поляризации, но он также может быть постоянным, как в полярных молекулах и сегнетоэлектриках. После введения электрического диполя поляризация в материале может быть определена как сумма индивидуальных дипольных моментов p , деленная на объем V материала:

P = ∑pVE4

Из этого определения мы можем видеть, что Величина поляризации равна плотности поверхностного заряда, фактически в зависимости от которой спонтанная поляризация сегнетоэлектриков измеряется электрическим мостом Сойера-Тауэра.

Для всех диэлектриков в электрическом поле взаимные смещения ядер и электронов вызывают электронную поляризацию, которая происходит за очень короткое время, то есть 10 ⁻¹⁴ –10 ⁻¹⁶ с. Электронная поляризация существует для всех материалов. В ионных кристаллах относительное разделение катиона и аниона индуцируется электрическим полем, которое называется ионной поляризацией. Ионная поляризация также нарастает за очень короткое время, то есть 10 ⁻¹² –10 ⁻¹³ с.

В некоторых молекулах не совпадают центры положительного и отрицательного заряда, что называется полярной молекулой. В полярных молекулах существуют постоянные диполи, которые могут как-то вращаться под действием электрического поля. В состоянии теплового равновесия диполи ориентируются случайным образом, и, таким образом, суммарная поляризация отсутствует. При приложении внешнего электрического поля эти диполи в некоторой степени выравниваются по нему. Таким образом индуцируется ориентационная поляризация. Время отклика этих постоянных диполей меняется от материала к материалу, то есть 10 ⁻² –10 ⁻¹² с.Например, в воде при 300 К время отклика составляет около 5 × 10 ⁻¹¹ с.

Поляризация границ раздела, которую также называют поляризацией пространственного заряда, возникает на границе раздела двух или более гетерогенных сред, то есть между электродами и диэлектриками, между различными диэлектриками, между границами зерен в керамике и т. Д. Электроны, ионы и другие дефекты ловушки на этих участках, которые медленно реагируют на электрическое поле переменного тока. Время отклика варьируется от случая к случаю, то есть 10 ⁷ –10 ^–6 с.

В сегнетоэлектриках, от высокотемпературной параэлектрической фазы до низкотемпературной сегнетоэлектрической фазы, постоянный диполь присутствует из-за нарушения симметрии без электрического поля, что называется спонтанной поляризацией. Спонтанная поляризация может быть обращена внешним электрическим полем, что делает сегнетоэлектрики умным материалом с множеством интересных свойств.

В целом связь между поляризацией P и электрическим полем E следующая [12]:

P = εχE + высшие члены в EE5

, где ε0 — диэлектрическая проницаемость свободного пространства, а χ — восприимчивость.Уравнение не учитывает спонтанную поляризацию сегнетоэлектриков. Для большинства диэлектриков первый член является доминирующим. Высшие члены обычно опускаются, за исключением нелинейных диэлектриков.

Из уравнения. Из (5) видно, что χ представляет поляризуемость. Но наиболее широко используемым параметром является диэлектрическая проницаемость ε :

ε = DEE6

Здесь D — электрическое смещение. А в технике используется относительная диэлектрическая проницаемость εr = ε / ε0 , или, в более общем смысле, диэлектрическая проницаемость, поскольку ε слишком мала в единицах СИ.

Для конденсатора электрическое смещение равно поверхностной плотности заряда. Представьте себе плоский конденсатор, состоящий из двух параллельных электродов с поверхностью S и расстоянием d . Когда приложено напряжение В, и между электродами нет диэлектрического материала, поверхностная плотность заряда Q ₀ = ε0V / t появляется в соответствии с законом Гаусса. Если между двумя электродами залить диэлектрический материал с чувствительностью χ , он вносит вклад в поверхностную плотность заряда Q _d = P = ε0χV / t .В результате общий заряд поверхности равен сумме двух: Q = ε0 (1 + χ) V / t. В результате, комбинируя уравнения. Используя формулы (5) и (6), мы можем получить связь между относительной диэлектрической проницаемостью εr и восприимчивостью χ :

εr = 1 + χE7

И εr , и χ являются параметрами, описывающими поляризуемые свойства диэлектрики в электрическом поле.

2.3. Диэлектрическое рассеяние

В электрическом поле переменного тока через конденсатор протекает ток двух типов: так называемый ток поляризации I _P и ток проводимости I _R .В этом случае диэлектрическая проницаемость выражается комплексным числом:

εr = εr’-iεr ″ E8

Первый член по-прежнему называется диэлектрической проницаемостью, а второй член называется мнимой частью диэлектрической проницаемости. Когда электрическое поле переменного тока E = E ₀ eiωt ( E ₀ — постоянная величина, ω = 2πf и f — частота), приложенное к диэлектрическому материалу, его эквивалентную схему можно представить, как показано на рисунке 1.Ток I _P протекает через емкость, экономящую энергию, в то время как ток I _R протекает через сопротивление, рассеивая энергию. Если поверхность конденсатора составляет S , а его толщина составляет d , ток поляризации равен IP = iωε0ε0εr’SE0eiωt, а ток проводимости IC = ωε0εr ″ SE0eiωt, что означает, что фаза поляризационного тока продвигается к приложенному электрическому току. поле на 90 ^o , в то время как ток проводимости сохраняет ту же фазу, что и приложенное электрическое поле.Отношение между ними определяет диэлектрическое рассеивание, также называемое диэлектрическими потерями, или тангенс угла потерь tanδ :

tanδ = ICIP = εr ″ εr’E9

Рисунок 1.

Эквивалентная схема для диэлектрического конденсатора.

Ток проводимости обычно вреден для приложений. Таким образом, предстоит много работы по снижению диэлектрических потерь.

2.4. Пробой

В очень сильном электрическом поле ток проводимости значительно увеличивается. Наконец, диэлектрик переходит в неравновесное состояние с высокой проводимостью, которое называется пробоем.Математически это может быть выражено как:

dIdU → ∞ ordUdI → 0E10

Если материал толщиной d и пробой при напряжении UB , поле пробоя материала составляет UB / d , которое меняется от материала к материалу, то есть ~ МВ / м для керамики, ~ 10 МВ / м для керамической тонкой пленки и ~ 100 МВ / м для полимеров. Поле пробоя также называют диэлектрической прочностью. Для большинства материалов пробой обычно вызывается порами, примесями и другими дефектами из-за электрических неоднородностей.Таким образом, управление обработкой критически важно для получения высокого поля пробоя. Ковалентные соединения обычно имеют большее поле пробоя, чем ионные соединения. До сих пор пробивное поле 1,2 ГВ / м, полученное в SiO ₂ -BaO-B ₂ O ₃ -Al ₂ O ₃ , стекло, возможно, является самым высоким значением для диэлектриков [13].

За исключением электрического поля, нагрев также вызывает пробой. Термический пробой происходит, когда материал не может эффективно рассеивать выделяемое тепло. Во многих случаях поломка сопровождается как электрическими, так и тепловыми пробоями.Распад также имеет случайность, которую можно описать распределением Вейбулла.

Набор задач — электрические поля