Vaadake, mis on "dielektriline konstant" teistes sõnaraamatutes. Suhteline dielektriline konstant

Suhteline dielektriline konstant keskkond ε - dimensioonitu füüsiline kogus, mis iseloomustab isoleeriva (dielektrilise) keskkonna omadusi. Seotud mõju all olevate dielektrikute polarisatsiooni mõjuga elektriväli(ja seda efekti iseloomustava keskkonna dielektrilise vastuvõtlikkuse väärtusega). Väärtus ε näitab, mitu korda on kahe elektrilaengu vastasmõju keskkonnas väiksem kui vaakumis. Õhu ja enamiku teiste gaaside suhteline dielektriline konstant normaaltingimustes on ühtsuselähedane (nende väikese tiheduse tõttu). Enamiku tahkete või vedelate dielektrikute puhul on suhteline läbitavus vahemikus 2 kuni 8 (staatilise välja puhul). Vee dielektriline konstant staatilises väljas on üsna kõrge - umbes 80. Selle väärtused on kõrged ainete puhul, mille molekulid on suure elektrilise dipooliga. Ferroelektrikute suhteline dielektriline konstant on kümneid ja sadu tuhandeid.

Praktiline kasutamine

Dielektriline konstant dielektrikud on elektrikondensaatorite projekteerimisel üks peamisi parameetreid. Kõrge dielektrilise konstandiga materjalide kasutamine võib oluliselt vähendada kondensaatorite füüsilisi mõõtmeid.

Trükkplaatide projekteerimisel võetakse arvesse dielektrilise konstandi parameetrit. Aine kihtidevahelise dielektrilise konstandi väärtus koos selle paksusega mõjutab toitekihtide loomuliku staatilise mahtuvuse väärtust ja mõjutab oluliselt ka plaadi juhtide iseloomulikku takistust.

Sagedussõltuvus

Tuleb märkida, et dielektriline konstant in suurel määral sõltub elektromagnetvälja sagedusest. Seda tuleks alati arvesse võtta, kuna viitetabelid sisaldavad tavaliselt andmeid staatilise välja või madalate sageduste kohta kuni mõne kHz ühikuni ilma täpsustamata. see fakt. Samas on olemas optilised meetodid murdumisnäitaja põhjal suhtelise dielektrilise konstandi saamiseks ellipsomeetrite ja refraktomeetrite abil. Optilise meetodi abil saadud väärtus (sagedus 10-14 Hz) erineb oluliselt tabelites toodud andmetest.

Mõelge näiteks vee juhtumile. Staatilise välja (sagedus null) korral on suhteline dielektriline konstant normaaltingimustes ligikaudu 80. Seda kuni infrapuna sagedusteni välja. Alates umbes 2 GHz ε r hakkab langema. Optilises vahemikus ε r on umbes 1,8. See on üsna kooskõlas tõsiasjaga, et optilises vahemikus on vee murdumisnäitaja 1,33. Kitsas sagedusvahemikus, mida nimetatakse optiliseks, langeb dielektriline neeldumine nullini, mis tegelikult annab inimesele nägemismehhanismi veeauruga küllastunud Maa atmosfääris. Sageduse edasisel suurenemisel muutuvad keskkonna omadused uuesti.

Mõnede ainete dielektrilise konstandi väärtused

Dielektriline konstant dielektriline konstant

väärtus ε, mis näitab, mitu korda on kahe elektrilaengu vastasmõju keskkonnas väiksem kui vaakumis. Isotroopses keskkonnas on ε seotud dielektrilise vastuvõtlikkusega χ seosega: ε = 1 + 4π χ. Anisotroopse keskkonna dielektriline konstant on tensor. Dielektriline konstant sõltub välja sagedusest; tugevates elektriväljades hakkab dielektriline konstant sõltuma väljatugevusest.

DIELEKTRILINE JÄDUVUS, mõõtmeteta suurus e, mis näitab, mitu korda on elektrilaengute vastasmõju jõud F antud keskkonnas väiksem nende vastasmõjujõust F o vaakumis:
e =F o /F.
Dielektriline konstant näitab, mitu korda dielektrik välja nõrgendab (cm. DIELEKTRIK), mis iseloomustab kvantitatiivselt dielektriku omadust olla elektriväljas polariseeritud.
Aine suhtelise dielektrilise konstandi väärtuse, mis iseloomustab selle polariseeritavuse astet, määravad polarisatsioonimehhanismid (cm. POLARISATSIOON). Väärtus sõltub aga suuresti aine agregatsiooni olekust, kuna ühest olekust teise üleminekul muutuvad oluliselt aine tihedus, viskoossus ja isotroopia. (cm. ISOTROOPIA).
Gaaside dielektriline konstant
Gaasilisi aineid iseloomustab väga madal tihedus, mis on tingitud molekulide suurtest kaugustest. Tänu sellele on kõikide gaaside polarisatsioon ebaoluline ja nende dielektriline konstant on ühtsuselähedane. Gaasi polarisatsioon võib olla puhtalt elektrooniline või dipoolne, kui gaasimolekulid on polaarsed, kuid sel juhul on elektrooniline polarisatsioon esmatähtis. Erinevate gaaside polarisatsioon on seda suurem, mida suurem on gaasimolekuli raadius, ja on arvuliselt lähedane selle gaasi murdumisnäitaja ruudule.
Gaasi sõltuvus temperatuurist ja rõhust määratakse molekulide arvuga gaasi ruumalaühiku kohta, mis on võrdeline rõhuga ja pöördvõrdeline absoluutse temperatuuriga.
Normaalsetes tingimustes on õhu e = 1,0006 ja selle temperatuurikoefitsiendi väärtus on umbes 2. 10 -6 K -1 .
Vedelate dielektrikute dielektriline konstant
Vedelad dielektrikud võivad koosneda mittepolaarsetest või polaarsetest molekulidest. Mittepolaarsete vedelike e väärtus määratakse elektroonilise polarisatsiooniga, seega on see väike, valguse murdumise ruudu väärtuse lähedal ega ületa tavaliselt 2,5. Mittepolaarse vedeliku e sõltuvus temperatuurist on seotud molekulide arvu vähenemisega ruumalaühiku kohta, st tiheduse vähenemisega ja selle temperatuurikoefitsient on lähedane temperatuuri koefitsient vedeliku mahupaisumine, kuid erineb märgi poolest.
Dipoolmolekule sisaldavate vedelike polarisatsiooni määravad samaaegselt elektrooniline ja dipool-relaksatsioonikomponent. Selliste vedelike dielektriline konstant on seda suurem, mida suurem on dipoolide elektrimomendi väärtus (cm. DIPOLE) ja mida suurem on molekulide arv mahuühiku kohta. Sõltuvus temperatuurist polaarsete vedelike puhul on keeruline.
Tahkete dielektrikute dielektriline konstant
IN tahked ained saab vastu võtta mitmesuguseid arvväärtusi vastavalt tahke dielektriku struktuursete omaduste mitmekesisusele. Tahketes dielektrikutes on võimalikud kõik polarisatsioonitüübid.
Väikseim e väärtus on tahketes dielektrikutes, mis koosnevad mittepolaarsetest molekulidest ja millel on ainult elektrooniline polarisatsioon.
Tahketel dielektrikutel, mis on tihedalt pakitud osakestega ioonkristallid, on elektrooniline ja ioonne polarisatsioon ning nende e väärtused jäävad laias vahemikus (e. kivisool- 6; e korund - 10; e rutiil - 110; e kaltsiumtitanaat - 150).
Erinevate anorgaaniliste klaaside e, mis lähenevad amorfsete dielektrikute struktuurile, on suhteliselt kitsas vahemikus 4–20.
Polaarsetel orgaanilistel dielektrikutel on tahkes olekus dipool-relaksatsioonipolarisatsioon. Need materjalid sõltuvad suurel määral rakendatava pinge temperatuurist ja sagedusest, järgides samu seadusi, mis dipoolvedelike puhul.

Suhteline dielektriline konstant

Suhteline dielektriline konstant keskmine ε - isoleeriva (dielektrilise) keskkonna omadusi iseloomustav mõõtmeteta füüsikaline suurus. Seda seostatakse dielektrikute polarisatsiooni mõjuga elektrivälja mõjul (ja seda efekti iseloomustava keskkonna dielektrilise tundlikkuse väärtusega). Väärtus ε näitab, mitu korda on kahe elektrilaengu vastasmõju keskkonnas väiksem kui vaakumis. Õhu ja enamiku teiste gaaside suhteline dielektriline konstant normaaltingimustes on ühtsuselähedane (nende väikese tiheduse tõttu). Enamiku tahkete või vedelate dielektrikute puhul on suhteline läbitavus vahemikus 2 kuni 8 (staatilise välja puhul). Vee dielektriline konstant staatilises väljas on üsna kõrge - umbes 80. Selle väärtused on kõrged ainete puhul, mille molekulid on suure elektrilise dipooliga. Ferroelektrikute suhteline dielektriline konstant on kümneid ja sadu tuhandeid.

Mõõtmine

Aine suhteline dielektriline konstant ε r saab määrata, kui võrrelda testkondensaatori mahtuvust antud dielektrikuga (C x) ja sama kondensaatori mahtuvust vaakumis (C o):

Praktiline kasutamine

Dielektrikute dielektriline konstant on elektrikondensaatorite projekteerimisel üks peamisi parameetreid. Kõrge dielektrilise konstandiga materjalide kasutamine võib oluliselt vähendada kondensaatorite füüsilisi mõõtmeid.

Kondensaatorite mahtuvus määratakse:

Kus ε r- plaatide vahelise aine dielektriline konstant, ε o- elektriline konstant, S- kondensaatoriplaatide pindala, d- plaatide vaheline kaugus.

Trükkplaatide projekteerimisel võetakse arvesse dielektrilise konstandi parameetrit. Aine kihtidevahelise dielektrilise konstandi väärtus koos selle paksusega mõjutab toitekihtide loomuliku staatilise mahtuvuse väärtust ja mõjutab oluliselt ka plaadi juhtide iseloomulikku takistust.

Sagedussõltuvus

Tuleb märkida, et dielektriline konstant sõltub suuresti elektromagnetvälja sagedusest. Seda tuleks alati arvesse võtta, kuna võrdlustabelid sisaldavad tavaliselt andmeid staatilise välja või madalate sageduste kohta kuni mõne kHz ühikuni, ilma seda fakti märkimata. Samas on olemas optilised meetodid murdumisnäitaja põhjal suhtelise dielektrilise konstandi saamiseks ellipsomeetrite ja refraktomeetrite abil. Optilise meetodi abil saadud väärtus (sagedus 10-14 Hz) erineb oluliselt tabelites toodud andmetest.

Mõelge näiteks vee juhtumile. Staatilise välja (sagedus null) korral on suhteline dielektriline konstant normaaltingimustes ligikaudu 80. Seda kuni infrapuna sagedusteni välja. Alates umbes 2 GHz ε r hakkab langema. Optilises vahemikus ε r on umbes 1,8. See on üsna kooskõlas tõsiasjaga, et optilises vahemikus on vee murdumisnäitaja 1,33. Kitsas sagedusvahemikus, mida nimetatakse optiliseks, langeb dielektriline neeldumine nullini, mis tegelikult annab inimesele nägemismehhanismi veeauruga küllastunud Maa atmosfääris. Sageduse edasisel suurenemisel muutuvad keskkonna omadused uuesti. Vee suhtelise dielektrilise konstandi käitumise kohta sagedusvahemikus 0 kuni 10 12 (infrapuna piirkond) saate lugeda aadressilt (inglise)

Märkmed

Vaata ka

• Vaakumi dielektriline konstant (elektrikonstant)

Mõnede ainete dielektrilise konstandi väärtused

Dielektriline konstant keskmine - füüsikaline suurus, mis iseloomustab isoleeriva (dielektrilise) keskkonna omadusi ja näitab elektrilise induktsiooni sõltuvust elektrivälja tugevusest.

Selle määrab dielektrikute polarisatsiooni mõju elektrivälja mõjul (ja seda efekti iseloomustava keskkonna dielektrilise tundlikkuse väärtus).

Seal on suhtelised ja absoluutsed dielektrilised konstandid.

Suhteline läbitavus ε on mõõtmeteta ja näitab, mitu korda on kahe elektrilaengu vastastikmõju keskkonnas väiksem kui vaakumis. See õhu ja enamiku muude gaaside väärtus tavatingimustes on ühtsuse lähedane (nende väikese tiheduse tõttu). Enamiku tahkete või vedelate dielektrikute puhul on suhteline läbitavus vahemikus 2 kuni 8 (staatilise välja puhul). Vee dielektriline konstant staatilises väljas on üsna kõrge - umbes 80. Selle väärtused on suured ainete puhul, mille molekulid on suure elektrilise dipoolmomendiga. Ferroelektrikute suhteline dielektriline konstant on kümneid ja sadu tuhandeid.

Absoluutne dielektriline konstant in väliskirjandus tähistatakse tähega, kodukeeles kasutatakse valdavalt kombinatsiooni ε ε 0 (\displaystyle ~(\varepsilon )(\varepsilon )_(0)), kus on elektrikonstant. Absoluutset dielektrilist konstanti kasutatakse ainult rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis (SI), kus induktsiooni ja elektrivälja tugevust mõõdetakse erinevates ühikutes. SGS-süsteemis pole absoluutset dielektrilist konstanti vaja sisestada. Absoluutse dielektrilise konstandi (nagu elektrikonstandi) mõõde on L −3 M −1 T 4 I². Rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi (SI) ühikutes: [ ε 0 (\displaystyle ~(\varepsilon )_(0))]= / .

Entsüklopeediline YouTube

• 1 / 5

  Üldiselt on dielektriline konstant tensor, mis määratakse järgmiste seoste põhjal (tähistuses kasutatakse Einsteini kokkulepet):

  D i = ε 0 ε i j E j (\displaystyle ~D_(i)=\varepsilon _(0)\varepsilon _(ij)E_(j)) D = ε a 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))- elektrivälja tugevuse vektor, 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))- elektrilise induktsiooni vektor, ε a = ε 0 ((ε a) i j) (\displaystyle ~(\boldsymbol (\varepsilon ))_(a)=\varepsilon _(0)((\varepsilon _(a))_(ij)))- absoluutse dielektrilise konstandi tensor.

  E = E 0 e i ω t ⇒ ∂ E ∂ t = i ω E (\displaystyle ~\mathbf (E) =\mathbf (E) _(0)e^(i\omega t)\ \Paremnool \ (\frac (\partial \mathbf (E) )(\partial t))=i\omega \mathbf (E) )

  Mõõtmine

  Aine suhteline dielektriline konstant ε r saab määrata, kui võrrelda testkondensaatori mahtuvust antud dielektrikuga (C x) ja sama kondensaatori mahtuvust vaakumis (C o):

  ε r = C x C 0 . (\displaystyle \varepsilon _(r)=(\frac (C_(x))(C_(0))).)

  Praktiline kasutamine

  Dielektrikute dielektriline konstant on üks peamisi parameetreid elektrikondensaatorite väljatöötamisel. Kõrge dielektrilise konstandiga materjalide kasutamine võib oluliselt vähendada kondensaatorite füüsilisi mõõtmeid.

  Kondensaatorite mahtuvus määratakse:

  C = ε r ε 0 S d , (\displaystyle C=\varepsilon _(r)\varepsilon _(0)(\frac (S)(d)),)

  Kus ε r- plaatide vahelise aine dielektriline konstant, ε o- konstantne elektriline, S- kondensaatoriplaatide pindala, d- plaatide vaheline kaugus.

  Trükkplaatide väljatöötamisel võetakse arvesse dielektrilise konstandi parameetrit. Aine kihtidevahelise dielektrilise konstandi väärtus koos selle paksusega mõjutab toitekihtide loomuliku staatilise mahtuvuse väärtust ja mõjutab oluliselt ka plaadi juhtide iseloomulikku takistust.