Costante elettrica dell'aria. Scopri cos'è la "costante dielettrica" in altri dizionari

Parente la costante dielettrica

Permittività relativa ambiente ε è una grandezza fisica adimensionale che caratterizza le proprietà di un mezzo isolante (dielettrico). Associato all'effetto di polarizzazione dei dielettrici sotto l'azione di campo elettrico(e con la suscettibilità dielettrica del mezzo che caratterizza questo effetto). Il valore di ε mostra quante volte la forza di interazione di due cariche elettriche in un mezzo è inferiore rispetto al vuoto. La permettività relativa dell'aria e della maggior parte degli altri gas in condizioni normali è vicina all'unità (a causa della loro bassa densità). Per la maggior parte dei dielettrici solidi o liquidi, la permittività relativa varia da 2 a 8 (per un campo statico). La costante dielettrica dell'acqua in un campo statico è piuttosto alta - circa 80. I suoi valori sono grandi per sostanze con molecole che hanno un grande dipolo elettrico. La permittività relativa dei materiali ferroelettrici è di decine e centinaia di migliaia.

Esiste anche una versione con asta coassiale, particolarmente adatta per la misura di mezzi con scarse proprietà riflettenti. Le guide d'onda riflessometriche sono soluzioni collaudate e convenienti, soprattutto in grandi serbatoi. Tuttavia, i problemi possono essere causati dal contatto del mezzo misurato con la guida d'onda. Inoltre, quando si utilizza una valvola a sfera, è possibile separare completamente il sensore dall'interno del contenitore.

Pertanto, è possibile installare e rimuovere il sensore senza svuotare il serbatoio. È ideale per misurare a temperature di esercizio estremamente basse. Non importa se l'ambiente è aggressivo o corrosivo. L'azienda dispone di sensori speciali per misurare l'interfaccia tra i fluidi nei separatori e per separare i fluidi in bottiglia negli impianti farmaceutici e petrolchimici. È in grado di rilevare dove si trovano le interfacce dei due liquidi nel contenitore per garantire una separazione precisa e affidabile del fondo durante il riempimento e inoltre per separare l'emulsione a seguito del loro contatto.

Misurazione

Permettività relativa di una sostanza εr può essere determinato confrontando la capacità di un condensatore di prova con un dato dielettrico (C x) e la capacità dello stesso condensatore nel vuoto (C o):

Uso pratico

La permittività dei dielettrici è uno dei parametri principali nella progettazione dei condensatori elettrici. L'uso di materiali con un'elevata costante dielettrica può ridurre notevolmente le dimensioni fisiche dei condensatori.

Il sistema misura continuamente l'asta dell'interfaccia di impedenza della sonda, che fornisce un segnale proporzionale all'altezza dell'interfaccia mentre la sonda si sposta rispetto al punto di riferimento. Il valore di impedenza rappresenta la sostanza chimica e Proprietà fisiche medio e la lunghezza in cui il mezzo bagna la parte attiva della sonda. L'impedenza cambia quindi a seconda di come l'interfaccia multimediale viene spostata lungo la sonda. Questo segnale può essere la posizione relativa o assoluta dell'interfaccia. Pertanto, lo spostamento dell'interfaccia da 0 a 100% viene convertito in un segnale di uscita da 4 a 20 mA.

La capacità dei condensatori è determinata:

dove εrè la permittività della sostanza tra le piastre, εo- costante elettrica, S- l'area delle piastre del condensatore, d- distanza tra i piatti.

Il parametro di permittività viene preso in considerazione durante la progettazione di circuiti stampati. Il valore della costante dielettrica della sostanza tra gli strati in combinazione con il suo spessore influisce sul valore della capacità statica naturale degli strati di potenza e influisce anche in modo significativo sulla resistenza d'onda dei conduttori sulla scheda.

Sonda a barra per la misura dell'interfaccia fluido. Sensore di flusso per interfaccia fluido. Sensore di flusso per la misurazione di prodotti petrolchimici. Sensore di rilevamento del fumo. Azione. Grazie alla loro capacità di lavorare a lungo termine senza problemi, questi interruttori sono molto ben utilizzati nel magazzino, ma anche in altre applicazioni industriali.

Gli interruttori sono progettati per determinare la posizione del volume e il livello di polvere in tutti i tipi di contenitori. Grazie all'ampia gamma di tipologie e varianti di questi finecorsa, è possibile scegliere l'utensile giusto per un determinato compito o realizzare un interruttore individuale in base alle esigenze del cliente.

Naturalmente, esiste un'ampia gamma di filettature o flange per le connessioni al processo, nonché una gamma di cosiddette lame rotanti. Nei casi in cui è richiesta una risposta dell'interruttore molto rapida, come il rilevamento della posizione di livello nei contenitori, la versione del motore di velocità è a cinque giri/min.

Dipendenza dalla frequenza

Va notato che la permittività dipende in larga misura dalla frequenza del campo elettromagnetico. Questo dovrebbe essere sempre tenuto in considerazione, poiché le tabelle del manuale di solito contengono dati per un campo statico o basse frequenze fino a diverse unità di kHz senza indicarlo. Allo stesso tempo, esistono anche metodi ottici per ottenere la permittività relativa dall'indice di rifrazione utilizzando ellissometri e rifrattometri. Il valore ottenuto con il metodo ottico (frequenza 10 14 Hz) differirà significativamente dai dati nelle tabelle.

Le sonde possono essere dotate di elettronica secondo la richiesta del cliente. Gli interruttori rotativi di fine corsa sono progettati per determinare la posizione degli strati materiali da costruzione e aggregati, materiali vari in industria chimica, prodotti alimentari, mangimi, materiali sintetici, lavorazione del legno, gomma e altre industrie.

Gli interruttori sono disponibili anche con fune da 2 m o 1 m e perno lungo 0,5 m. Da citare la misurazione economicamente vantaggiosa dei valori limite per cemento, calcare, inerti frantumati e carbone.

Si consideri, ad esempio, il caso dell'acqua. Nel caso di un campo statico (la frequenza è zero), la permittività relativa in condizioni normali è di circa 80. Questo è il caso fino alle frequenze dell'infrarosso. A partire da circa 2 GHz εr inizia a cadere. Nella gamma ottica εrè di circa 1,8. Ciò è coerente con il fatto che nel campo ottico l'indice di rifrazione dell'acqua è 1,33. In un ristretto intervallo di frequenze, chiamato ottico, l'assorbimento dielettrico scende a zero, il che in realtà fornisce a una persona un meccanismo di visione nell'atmosfera terrestre satura di vapore acqueo. All'aumentare della frequenza, le proprietà del mezzo cambiano nuovamente. Il comportamento della permittività relativa dell'acqua nella gamma di frequenza da 0 a 10 12 (infrarossi) può essere letto in (eng.)

Questo materiale leggero viene spesso misurato in ambienti polverosi. Anche qui i dispositivi mantengono una sensibilità di misura sufficiente. L'affidabilità degli interruttori si è rivelata utile anche per misurare il livello di sabbia di quarzo nei fusti a pressione. Alta pressione in combinazione con materiale abrasivo richiede un dispositivo meccanicamente robusto e sufficientemente stretto. Le applicazioni meno impegnative includono, ad esempio, misurazioni estreme dell'altezza di granuli di polistirene, grano o persino farina.

I clienti possono aspettarsi una risposta rapida alla domanda, prodotti di alta qualità, un'ampia gamma di prodotti e un servizio coerente. Dipendenti con molti anni di esperienza aiuteranno nella scelta e nello sviluppo della giusta soluzione, anche durante l'installazione e la messa in servizio del dispositivo. Tutti i dispositivi forniti sono conformi agli attuali standard cechi ed europei.

Appunti

Guarda anche

Permettività del vuoto (costante elettrica)

Valori costanti dielettrici per alcune sostanze

Sostanza	Formula chimica	Condizioni di misura	Il valore caratteristico ε r
Alluminio	Al	1 kHz	-1300 + 1,3 10 14 i
D'argento	Ag	1 kHz	-85 + 8 10 12 i
Vuoto	-	-	1
Aria	-	Condizioni di riferimento, 0,9 MHz	1.00058986±0.00000050
Diossido di carbonio	CO2	Condizioni normali	1,0009
Teflon	-	-	2,1
Nylon	-	-	3,2
Polietilene	[-CH 2 -CH 2 -] n	-	2,25
Polistirolo	[-CH 2 -C (C 6 H 5) H-] n	-	2,4-2,7
Gomma	-	-	2,4
Bitume	-	-	2,5-3,0
solfuro di carbonio	CS2	-	2,6
Paraffina	C 18 H 38 - C 35 H 72	-	2,0-3,0
Carta	-	-	2,0-3,5
Polimeri elettroattivi	−	−	2-12

La costante dielettrica ambiente - una quantità fisica che caratterizza le proprietà di un mezzo isolante (dielettrico) e mostra la dipendenza dell'induzione elettrica dall'intensità di un campo elettrico.

Misuratore di livello ad ultrasuoni compatto per la misura di livello continua. Questo misuratore di livello è adatto per misurare l'altezza di liquidi e materiali sfusi.

Tutti i cavi e gli adattatori necessari si trovano all'interno del trasmettitore e sono inclusi. Sul trasmettitore è disponibile un segnale aggiuntivo da 4 a 20 mA.

Ciò fornisce una trasmissione radio facile e affidabile, adatta anche per ambienti industriali, ma non richiede la registrazione della licenza o la registrazione dell'abbonamento.

È determinato dall'effetto di polarizzazione dei dielettrici sotto l'azione di un campo elettrico (e con il valore della suscettibilità dielettrica del mezzo che caratterizza questo effetto).

Ci sono permittività relative e assolute.

ostacoli come strade, linee ferroviarie, fiumi ed edifici possono essere attraversati facilmente e con costi minimi.

Tutti i dispositivi forniti sono conformi alle pertinenti norme ceche ed europee e la loro affidabilità è confermata da molti anni di attività nel nostro paese e all'estero.

Con un campo di misura fino a 70 m e un ampio intervallo di temperatura e pressione, questo misuratore di livello rappresenta una nuova classe di strumenti per la misura di solidi sfusi. In tre anni si è costruito un ottimo nome tra i clienti di tutto il mondo. Tuttavia, c'è ancora spazio per la misurazione con un campo di misura più piccolo in applicazioni standard con condizioni operative normali.

La permittività relativa ε è adimensionale e mostra quante volte la forza di interazione di due cariche elettriche in un mezzo è minore che nel vuoto. Questo valore per l'aria e la maggior parte degli altri gas in condizioni normali è vicino all'unità (a causa della loro bassa densità). Per la maggior parte dei dielettrici solidi o liquidi, la permittività relativa varia da 2 a 8 (per un campo statico). La costante dielettrica dell'acqua in un campo statico è piuttosto alta - circa 80. I suoi valori sono grandi per sostanze con molecole che hanno un grande momento di dipolo elettrico. La permittività relativa dei materiali ferroelettrici è di decine e centinaia di migliaia.

Tuttavia, il cuore del dispositivo rimane un metodo collaudato per misurare gli impulsi radar con un'elevata sensibilità del segnale, che funziona con un metodo di stima dell'eco ottimizzato per la misurazione di materiali sfusi.

È adatto per la maggior parte delle applicazioni standard in cui vengono manipolati materiali sfusi, dall'industria alimentare, allo stoccaggio di materie plastiche, alla produzione e lavorazione di materiali da costruzione. Il sensore piccolo e leggero è ideale per l'installazione nei fori di montaggio esistenti.

La permittività assoluta nella letteratura straniera è indicata dalla lettera , nella letteratura nazionale si usa principalmente la combinazione ε ε 0 (\ displaystyle ~ (\ varepsilon ) (\ varepsilon ) _ (0)), dove è la costante elettrica. La permittività assoluta viene utilizzata solo nel Sistema internazionale di unità (SI), in cui l'induzione e l'intensità del campo elettrico sono misurate in unità diverse. Nel sistema CGS non è necessario introdurre la permittività assoluta. La costante dielettrica assoluta (così come la costante elettrica) ha la dimensione L −3 M −1 T 4 I². In unità del Sistema internazionale di unità (SI): [ ε 0 (\ displaystyle ~ (\ varepsilon ) _ (0))]= / .

Grazie alla sua connessione a due fili, può essere facilmente scelto come sostituto dei sistemi legacy, poiché esistenti linee di cavi può essere utilizzata. I risultati della misurazione non influiscono nemmeno su forti fluttuazioni di polvere e temperatura. Eventuali domande possono essere trovate in loco con il personale tecnico e commerciale dell'azienda con esperienza pluriennale nel campo dell'automazione industriale.

Le visite dimostrative possono essere consigliate ai lavoratori coinvolti nella misurazione e nella regolamentazione, ad esempio, nei settori chimico, petrolchimico, alimentare, farmaceutico, del riscaldamento, del cemento, dell'acqua e di altro tipo.

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In generale, la permittività è un tensore determinato dalle seguenti relazioni (la notazione utilizza la convenzione di Einstein):
Di più informazioni dettagliate l'ubicazione del veicolo dimostrativo può essere ottenuta dai vostri rappresentanti di vendita regionali o direttamente dalla sede dell'azienda. La necessità di un tale dispositivo è un sigillo perfetto. L'ammoniaca è un gas incolore, altamente corrosivo e irritante. Già in piccole concentrazioni, l'ambiente lo rende un odore pungente. Si scioglie facilmente anche in acqua. La soluzione di ammoniaca in acqua è altamente alcalina e corrosiva.

Accumulo ammoniaca: a sinistra nel sensore di posizione radar bypass, direttamente nel contenitore. Finecorsa. L'ammoniaca è utilizzata in molti processi nell'industria chimica. Serve come materiale di partenza nella produzione di fertilizzanti industriali, ma viene utilizzato anche in molti reazioni chimiche. Pertanto, sono richiesti requisiti elevati per la progettazione di trasmettitori di livello per misurare l'ammoniaca, sia essa anidra o la sua soluzione in acqua. L'ammoniaca viene solitamente stoccata in serbatoi pressurizzati dotati di manometro di servizio e interruttore di sicurezza indipendente.
D io = ε 0 ε io j E j (\ displaystyle ~ D_ (i) = \ varepsilon _ (0) \ varepsilon _ (ij) E_ (j)) D = ε un E (\ displaystyle ~ \ mathbf (D) = (\ boldsymbol (\ varepsilon )) _ (a) \ mathbf (E)) E = E 1 e 1 + E 2 e 2 + E 3 e 3 (\displaystyle ~\mathbf (E) =E_(1)\mathbf (e) _(1)+E_(2)\mathbf (e) _ (2)+E_(3)\mathbf (e) _(3))- vettore di intensità del campo elettrico, D = D 1 e 1 + D 2 e 2 + D 3 e 3 (\displaystyle ~\mathbf (D) =D_(1)\mathbf (e) _(1)+D_(2)\mathbf (e) _ (2)+D_(3)\mathbf (e) _(3))- vettore di induzione elettrica, ε un = ε 0 ((ε un) io j) (\ displaystyle ~(\ boldsymbol (\ varepsilon )) _ (a) = \ varepsilon _ (0) ((\ varepsilon _ (a)) _ (ij)))è il tensore di permittività assoluto.
E = E 0 e io ω t ⇒ ∂ E ∂ t = io ω E (\ displaystyle ~ \ mathbf (E) = \ mathbf (E) _ (0) e^ (i \ omega t) \ \ Rightarrow \ (\ frac (\parziale \mathbf (E) )(\parziale t))=i\omega \mathbf (E))

Misurazione

Permettività relativa di una sostanza εr può essere determinato confrontando la capacità di un condensatore di prova con un dato dielettrico (C x) e la capacità dello stesso condensatore nel vuoto (C o):
I misuratori di livello riflettometrico utilizzano la propagazione di un impulso elettromagnetico in un corpo immerso in un mezzo in un serbatoio. Gli impulsi a microonde si riflettono nel luogo in cui cambia la permissività ambiente? cioè in superficie. L'intensità del segnale riflesso dipende dalla permissività relativa del mezzo: maggiore è la costante dielettrica, più intensa è la riflessione. Viene stimato il tempo tra l'invio dell'impulso e la ricezione dell'impulso riflesso. Per misurare l'ammoniaca, questi livelli sono adatti perché, a differenza dei misuratori di livello radar a impulsi, non c'è attenuazione del segnale quando si attraversa il vapore di ammoniaca.
ε r = C x C 0 . (\ displaystyle \ varepsilon _(r)=(\ frac (C_(x))(C_(0))).)
Uso pratico

La permittività dei dielettrici è uno dei parametri principali nello sviluppo dei condensatori elettrici. L'uso di materiali con un'elevata costante dielettrica può ridurre notevolmente le dimensioni fisiche dei condensatori.
Misurazione limite con interruttori a vibrazione

Inoltre, la guarnizione dell'attacco al processo deve essere realizzata con materiali che non emettono ammoniaca. Poiché l'ammoniaca è una sostanza pericolosa e velenosa, durante la conservazione devono essere osservate condizioni di sicurezza più rigorose. Pertanto, di regola, quindi, è necessario installare nei serbatoi dei finecorsa affidabili che forniscano un segnale di avviso al raggiungimento di un certo livello.

La capacità dei condensatori è determinata:
C = ε r ε 0 S d , (\ displaystyle C = \ varepsilon _ (r) \ varepsilon _ (0) (\ frac (S) (d)),)
dove εrè la permittività della sostanza tra le piastre, εo- elettrica costante, S- l'area delle piastre del condensatore, d- distanza tra i piatti.
A causa della completa separazione dell'elettronica dal connettore di misurazione, non vi è alcun rischio che l'ammoniaca penetri nell'elettronica del sensore, il che comporterà la sua sicura distruzione. Allo stesso tempo, garantisce una maggiore resistenza alle condizioni operative avverse: temperatura e pressione. Per l'uso con contenitori di ammoniaca, è importante che la connessione al processo del sensore sia assolutamente salda in modo che l'ammoniaca non possa dissiparla.

Sono adatti per la misura di livello di liquidi e solidi sfusi e sono particolarmente adatti per la misura di livello di liquidi aggressivi.

Il parametro della costante dielettrica viene preso in considerazione durante lo sviluppo di circuiti stampati. Il valore della costante dielettrica della sostanza tra gli strati in combinazione con il suo spessore influisce sul valore della capacità statica naturale degli strati di potenza e influisce anche in modo significativo sulla resistenza d'onda dei conduttori sulla scheda.
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