Дистиллированная вода диэлектрик: Как добиться того, чтобы вода перестала проводить электричество?

Содержание

Глава 19.Проводники и диэлектрики в электрическом поле

Задача 19.1.1. Какое из нижеперечисленного списка веществ является проводником электрического тока?

Поваренная соль

Дистиллированная вода

Свинец

Стекло при комнатных температурах

Задача 19.1.2. Какое из нижеперечисленного списка веществ является диэлектриком?

Мел

Алюминий

Железо

Водопроводная вода

Задача 19. 1.3. Незаряженное металлическое тело вносят в электрическое поле. Какое из нижеперечисленных явлений будет обязательно происходить с данным телом? С другими телами тело не контактирует.

Тело приобретет электрический заряд

На поверхности тела индуцируются электрические заряды, сумма которых равна нулю

На поверхности тела индуцируются электрические заряды, сумма которых не равна нулю

В объеме тела индуцируются электрические заряды, сумма которых равна нулю

Задача 19.1.4. Заряженное тело подносят к маленьким кусочкам бумаги. Возникнет ли взаимодействие между телом и кусочками бумаги?

Нет, поскольку кусочки бумаги не заряжены

Да, притяжение, благодаря электризации кусочков бумаги

Да, отталкивание, благодаря электризации кусочков бумаги

Это зависит от взаимной ориентации заряженного тела и кусочков бумаги

Задача 19. 1.5. Незаряженное металлическое тело вносят в однородное электрическое поле. Затем тело разрезают на части и (см. рисунок). Какие заряды будут иметь после разрезания части тела?

Не заряжены

– положительный, – отрицательный

– отрицательный, – положительный

И , и заряжены отрицательно

Задача 19.1.6. Незаряженное диэлектрическое тело вносят в электрическое поле отрицательного заряда, а затем разрезают на части и (см. рисунок). Какие заряды будут иметь после разрезания части тела?

Не заряжены

– положительный, – отрицательный

– отрицательный, – положительный

И , и заряжены отрицательно

Задача 19. 1.7. Незаряженное металлическое тело вносят в электрическое поле. Какие из следующих явлений:

           (1) «напряженность электрического поля во всех точках внутри тела равна нулю»;

           (2) «потенциал электрического поля во всех точках внутри тела одинаков»;

           (3) «силовые линии суммарного электрического поля (внешнего и индуцированных зарядов)
           перпендикулярны поверхности тела»

будут иметь место из-за перераспределения деления зарядов внутри тела?

Только (1)

Только (2)

Только (3)

Одновременно справедливы все утверждения: и (1), и (2), и (3)

Задача 19.1.8. Металлическому телу в форме цилиндра сообщен поло-жительный заряд. Тело помещено в однородное электрическое поле, параллельное образующей цилиндра (см. рисунок). Сравнить потенциалы электрического поля в точках 1 и 2.

Информации для ответа недостаточно

Задача 19.1.9. Два металлических тела соединяют проводником. Какие электрические характеристики сфер выровняются?

Потенциалы

Заряды

Плотности зарядов

Напряженности поля около поверхности

Задача 19.1.10. При заземлении металлического тела:

Его заряд становится равным нулю

Его потенциал становится равным нулю

Напряженность создаваемого этим телом электрического поля становится равной нулю

Его заряд становится равным заряду Земли

«Это правда, что идеально очищенная вода не проводит электричество?» — Яндекс Кью

Общество

О сообществе

Общество

Информационно-просветительский, научно-публицистический, дискуссионно-образовательный, энциклопедический интернет-портал в Яндекс Кью для взрослых и детей

Измерение диэлектрической проницаемости и показателя преломления воды и водных растворов KCl на высоких частотах

Дрейк, Ф. Х.

;

Пирс, Г. В.

;

Доу, М. Т.

Аннотация

Диэлектрическая проницаемость дистиллированной воды. Диэлектрическая проницаемость дистиллированной воды измерялась с помощью источника напряжения на вакуумной трубке в диапазоне периодов, простирающемся примерно от T=1,31×10 ^-8 секунд до T=8,49×10 ^-8. секунды, соответствующие вакуумным длинам волн 3,918 метров до 25,47 метра. Полученное значение диэлектрической проницаемости составляет ε=78,57 при 25°C и не зависит от периода в указанном выше диапазоне периодов. Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости для дистиллированной воды. Значения диэлектрической проницаемости ε, полученные для различных температур t от 10°C до 60°C, удовлетворяют эмпирическому уравнению ε _t =78,57[1-0,00461(t-25)+ 0,0000155(t-25) ² . ..]. Между 4°C и 10°C применимость этого уравнения несколько неопределенна. Диэлектрическая проницаемость проводящих растворов. С дистиллированной водой, водопроводной водой и водными растворами KCl с проводимостью от 0,97×10 ⁷ у.е. до 178×10 ⁷ е.е.с., и отделив эффекты проводимости от диэлектрических эффектов, мы обнаружили, что диэлектрическая проницаемость слабо зависит от концентрации ионов раствора и почти такая же, как у чистой воды. Погрешности измерения составляют порядка 0,1% при низкой проводимости, но из-за затухания становятся порядка 1% при высоких концентрациях соли. Метод. Используемый метод заключается в измерении стоячих электрических волн между трубой и проводом, концентрически расположенным внутри трубы. Жидкость является диэлектриком между проводом и трубой. Используемые частоты были точно измерены с помощью пьезокристалла, стандартизирующего метод нулевых биений, а полудлина волны внутри диэлектрика была получена путем перемещения поршня в жидкости и наблюдения за реакциями на источнике. Дано теоретическое обсуждение метода.

Публикация:

Физический обзор

Дата публикации:

март 1930

ДОИ:

10.1103/PhysRev.35.613

Биб-код:

1930PhRv…35..613D

электростатика — Почему вода не используется в качестве диэлектрика в конденсаторе?

спросил
10 лет, 1 месяц назад

Изменено
6 месяцев назад

Просмотрено
28 тысяч раз

$\begingroup$

Диэлектрическая проницаемость воды очень высока. Тогда почему его не используют в качестве диэлектрика в конденсаторе?

электростатика
вода
емкость
диэлектрик

$\endgroup$

$\begingroup$

«Водяные конденсаторы», где вода является диэлектриком, обычно используются в импульсных системах очень высокого напряжения. Например, мощные азотные лазеры обычно используют водяные конденсаторы в качестве компонента для накопления энергии. При использовании в этих приложениях деионизатор смолы используется для резкого снижения проводимости воды. Большим преимуществом использования воды в качестве диэлектрика в этих высоковольтных приложениях является то, что она самовосстанавливается, в отличие от твердого диэлектрика.

Итог, да, деионизированная вода может использоваться в качестве диэлектрика конденсатора. Просто введите в поиск «водяной конденсатор», и вы найдете множество статей о конструкциях и приложениях.

$\endgroup$

$\begingroup$

Воду можно рассматривать как диэлектрик, поскольку она имеет хорошее значение относительной диэлектрической проницаемости (около 80 при 20°C). Но он также имеет некоторую проводимость (иначе электрические цепи не будут давать ударов при прикосновении..!). Вода оказывается диэлектриком из-за связанной с ней диэлектрической поляризации (это электрический диполь и высокополярная молекула, которая даже вращается, ориентируясь в направлении поля). Электрическое поле , индуцированный поляризацией, преодолевает эффект, вызванный приложенным электрическим полем. Но это поле можно легко преодолеть, есть еще одна вещь, которую вам нужно знать, называемая пробоем диэлектрика (что составляет 60-70 мегавольт на метр для дистиллированной воды). Это напряжение может быть легко преодолено приложенным электрическим полем, и, кстати, вода начинает проводить. ..

Примечание: Но домашняя вода обычно содержит несколько видов солей, таких как NaCl и т. д., которые в растворе распадаются на ионы (путем теория Аррениуса) как Na ⁺ , Cl ^— и т. д. Я думаю, вы знаете, что присутствие заряженных частиц (например, ионов) в растворе позволяет ему проводить электричество. НО, вода на самом деле не играет здесь роль , проводящего . Это просто среда…

$\endgroup$

$\begingroup$

Гипотетически — может. Но на практике будьте осторожны. Воду часто называют универсальным растворителем . И именно поэтому его практическое использование в качестве диэлектрика для конденсаторов было бы неудачным. Пластины конденсатора металлические, и в конечном итоге вода растворит металл, создав ионы металла в растворе, что приведет к токопроводящей дорожке — выходу из строя диэлектрика.

Тогда вы можете поспорить, давайте использовать платиновые или золотые пластины. Это не так практично, учитывая стоимость.

$\endgroup$

$\begingroup$

Это зависит от того, для чего вы хотите использовать емкость.

Аккумулятор энергии

Высокие потери из-за проводимости могут оказаться недостаточными для этого использования.
Проводимость воды увеличивается при добавлении ионов, например натрия или хлорида. Другие представлены в статье EPA «Мониторинг и оценка качества воды — добровольный мониторинг».
Проводимость также зависит от температуры. «Влияние температуры на измерение проводимости» дает коэффициенты для компенсации.

Некоторые эталонные значения проводимости с сайта mbhes.com (в архиве):

Дистиллированная вода имеет проводимость 0,5 мкСм/см (удельное сопротивление 200 кОм•мм )
Водопроводная вода имеет электропроводность до 800 мкСм/см (удельное сопротивление 125 Ом•мм и более)
Соленая вода имеет проводимость до 56 мСм/см (удельное сопротивление 1,8 Ом•мм или более)

Изменения состояния в зависимости от давления и температуры, а также перехода от льда к воде и к пару, вероятно, делают эту емкость очень переменной емкостью, а также трудной в производстве.

Если вы планируете использовать его в контуре фильтра, диэлектрическая проницаемость воды изменяется в зависимости от частоты. Это затрудняет прогнозирование частоты среза.

Другие интересные области применения

Высокая относительная диэлектрическая проницаемость воды, используемая для обнаружения присутствия воды в емкостной сенсорной цепи, делает его, например,

хорошим течеискателем.
датчик уровня воды.

$\endgroup$

$\begingroup$

Чистая вода является очень эффективным диэлектриком на высоких частотах, хотя для поддержания ее чистоты обычно необходимо прокачивать ее через ионообменную смолу для удаления растворенных в ней ионов из корпуса. Он также имеет очень высокое напряжение пробоя по сравнению с воздухом (50 миллионов вольт на метр и более).
Сравнивая удельное сопротивление (18 МОм·см) с емкостью единичного куба (8 пФ или около того для того же куба размером 1 см), мы получаем постоянную времени саморазряда около 150 мкс.