Диелектрична проницаемост

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето

Диелектричната проницаемост е физична величина, описваща как електричното поле влияе на диелектрична среда и как се променя самото то в резултат на това взаимодействие. Диелектричната проницаемост се определя от способността на материала да се поляризира в резултат от приложеното електрично поле, и във връзка с това частично да неутрализира полето в материала. Ето защо диелектричната проницаемост се отнася до свойството на материала да провежда (или да „позволява“ наличието на) електричното поле, т.е. се отнася до т. нар. електрична възприемчивост.

Диелектричната проницаемост е свързана с множество други физични величини като електрически капацитет и скорост на светлината. Например в кондензатора използването на материал с по-голямата диелектрична проницаемост позволява даден електричен заряд да се натрупа при по-малко напрежение, респ. води до по-голям капацитет на кондензатора при еднакви други параметри.

  • Абсолютната диелектрична проницаемост ε е отношението на електричната индукция D към интензитета E на електричното поле в условията на вакуум и е една от фундаменталните константи във физиката. Стандартната SI размерност за диелектрична проницаемост е фарад на метър (F/m или F·m−1).[1]
× 10-12 F/m,

където е скоростта на светлината, а e магнитната проницаемост на вакуума. Всички константи са дефинирани в единици от SI. Размерността може да се изрази и с други мерни единици:

фигурира също в константата на Кулон (виж Електростатика).

Ако средата е хомогенна (еднородна) и изотропна (с еднакви свойства във всички посоки), диелектричната проницаемост е константа (наричана още диелектрична константа) и съвпада с:

  • Относителната диелектрична проницаемост , която се определя числено от отношението на капацитета на кондензатор с разглеждания диелектрик между плочите към капацитета на същия кондензатор с вакуум между плочите, т.е.
.

В общия случай обаче диелектричната проницаемост е тензор от (ранг 2) свързан с интензитета на индуциращото електрично поле:

където е диелектричната проницаемост на вакуума, P – плътност на поляризацията

Диелектричната проницаемост на средата е свързана с (ди) електричната възприемчивост посредством:

В случай че средата е вакуум:

Електричната индукция D е свързана с плътността на поляризация P чрез равенството:

Относителна диелектрична проницаемост на някои вещества
при 18 °C и честота 50 Hz (в случай че не е дадено) [2]
Вещество εr Вещество εr
Вакуум 1,0 Въздух 1,00059
Вода 80,1 Вода (f = 2,54 GHz) 77
Морска вода 72 Амоняк (0 °C) 1,007
Лед (−20 °C) ≈ 100 Лед (−20 °C, f > 100 kHz) 3,2
Суха земя (почва) 3,9 Влажна земя (почва) 29
Суха дървесина 2 – 3,5 Хартия 1,4
Гума 2,4 Специална керамика 10 –20
Стъкло 6 – 8 Порцелан 2 – 6
Полиетилен (PE) 2,25 Полиетилен (90 °C) 2,4
Политетрафлуоретилен (PTFE или Тефлон) 2 – 2,1 Полипропилен (PP) (90 °C) 2,1
Полистирол 2,56 Полистиролна пяна (Стиропор ® BASF) 1,03
Гетинакс (FR-2),
Епоксидно фибростъкло (FR-4)
4,3 – 5,4 Поливинилхлорид (PVC) 3 – 4
Кварц 3,8 Слюда 5,4
Силиций (чист) 11,8 Германий 16,6
Двуалуминиев триокис 3,09 – 3,14 Алуминиев оксид (Глина) 9
Електроизолационна хартия 4,3 Шеллак 3 – 4
Парафин 2,2 Калиев хлорид 4,94
Петрол 2 Бензол 2,28
Метанол 32,6 Пропанол 18,3
Танталпентоксид 27 Глицерин 42,5
Акрилонитрил-бутадиен-стирен (ABS) (30 °C) 4,3 Бариев титанат 103–104

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. The International System of Units (SI) (PDF) (8th ed.), ISBN 92-822-2213-6, стр. 119.
  2. Tabellierte, umfassende Übersichten frequenz- und temperaturabhängiger, komplexer relativer Permittivitäten vieler Materialien finden sich in
    • A. C. Metaxas, R. J. Meredith: Industrial Microwave Heating. IEE Power Engineering Series Peter Peregrinus, London 1983, ISBN 0-906048-89-3.
    und vor allem in
    • Dielectric Materials and Applications. Technology Press, Boston MA u. a. 1954 (2nd edition. Artech House, Boston MA u. a. 1995, ISBN 0-89006-805-4).

Вижте също[редактиране | редактиране на кода]

Външни препратки[редактиране | редактиране на кода]