Диэлектрическая постоянная: Диэлектрическая постоянная — это… Что такое Диэлектрическая постоянная?

Электрическая постоянная — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Электри́ческая постоя́нная (ранее также носила название диэлектрической постоянной) — физическая константа, скалярная величина, входящая в выражения некоторых законов электромагнетизма, в том числе закона Кулона, при записи их в рационализованной форме, соответствующей Международной системе единиц (СИ)^[1].

Иногда, используя устаревшую терминологию, называют электрической (или диэлектрической) проницаемостью вакуума^[2]. Измеряется в фарадах, делённых на метр.

Определение

По определению электрическая постоянная ε0{\displaystyle \varepsilon _{0}} связана со скоростью света c{\displaystyle c} и магнитной постоянной μ0{\displaystyle \mu _{0}} соотношением^[1]

ε0=1μ0c2.{\displaystyle \varepsilon _{0}={\frac {1}{\mu _{0}c^{2}}}.}

Поскольку в СИ для магнитной постоянной справедливо точное равенство μ0=4π × 10−7 {\displaystyle \mu _{0}=4\pi \ \times \ 10^{-7}\ }Гн/м, то для электрической постоянной выполняется соотношение

ε0=14πc2×107{\displaystyle \varepsilon _{0}={\frac {1}{4\pi c^{2}}}\times 10^{7}}м/Гн,^[3]

также являющееся точным.

Численное значение

Учитывая, что скорости света в СИ приписано точное значение, по определению равное 299 792 458 м/с, из последнего соотношения следует численное значение ε0{\displaystyle \varepsilon _{0}} в СИ:

ε0=14π× 2997924582×10−7{\displaystyle \varepsilon _{0}={\frac {1}{4\pi \times \ 299792458^{2}\times 10^{-7}}}} Ф/м ≈8,85418781762039×10−12{\displaystyle \approx 8,85418781762039\times 10^{-12}} Ф·м⁻¹.

Или, выражая то же через основные единицы СИ,

ε0≈8,85418781762039×10−12{\displaystyle \varepsilon _{0}\approx 8,85418781762039\times 10^{-12}} м⁻³·кг⁻¹·с⁴·А².

В системе СГСМ μ0=1{\displaystyle \mu _{0}=1} и потому ε0=1c2≈1,11265005605362×10−21{\displaystyle \varepsilon _{0}={\frac {1}{c^{2}}}\approx 1,11265005605362\times 10^{-21}} с²·см⁻².

Некоторые уравнения электродинамики в СИ

В материальных уравнениях, в вакууме, через электрическую постоянную связаны вектор электрической индукции D{\displaystyle \mathbf {D} } и вектор напряжённости электрического поля E{\displaystyle \mathbf {E} }:

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

Она также входит в запись закона Кулона (тоже в вакууме):

F12=14πε0⋅q1q2r122r12r12.{\displaystyle \mathbf {F} _{12}={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}\cdot {\frac {q_{1}q_{2}}{r_{12}^{2}}}{\frac {\mathbf {r} _{12}}{r_{12}}}.}

При использовании СИ произведение электрической постоянной на относительную диэлектрическую проницаемость называют абсолютной диэлектрической проницаемостью.

Предполагаемое переопределение

В 2011 году XXIV Генеральная конференция по мерам и весам (ГКМВ) приняла резолюцию^[4], в которой, в частности, предложено в будущей ревизии Международной системы единиц (СИ) переопределить несколько основных единиц, включая ампер, таким образом, чтобы они были основаны не на созданных человеком артефактах, а на фундаментальных физических постоянных или свойствах атомов.

Предполагается, что в СИ величине элементарного электрического заряда e будет приписано точное значение, равное 1,602 17X·10⁻¹⁹Кл^[5], а новое определение ампера будет основано на этом точном значении элементарного заряда, выраженного в c·А.

Следствием такого подхода к определению ампера станет изменение статуса электрической постоянной: после предполагаемого переопределения ампера значение электрической постоянной будет равно 14π× 2997924582× 10−7{\displaystyle {\frac {1}{4\pi \times \ 299792458^{2}\times \ 10^{-7}}}} Ф/м, но это значение приобретёт погрешность (неопределённость) и в дальнейшем будет определяться экспериментально^[4].

См. также

Примечания

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ — это… Что такое ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ?



ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ

       (e0) (по старой терминологии — диэлектрич. проницаемость вакуума), физ. постоянная, входящая в ур-ния законов электрич. поля (см. КУЛОНА ЗАКОН) при записи этих ур-ний в рационализованной форме, в соответствии с к-рой образованы электрич. и магн. ед. Международной системы единиц. e0=(m0с2)-1=(107/4pc2) Ф•м-1=8,85418782(7) •10-12 Ф•м-1, где m0— магнитная постоянная.

В отличие от диэлектрич. проницаемости e (зависящей от типа в-ва, темп-ры, давления и др. параметров), e0 зависит только от выбора системы ед. В СГС системе единиц (гауссовой) e0=1.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия.
Главный редактор А. М. Прохоров.
1983.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ

(e₀) -физ постоянная, входящая в ур-ния законов электрич. поля (напр., в Кулона закон )при записи этих ур-ний в рационализованной форме, в соответствии с к-рой образованы электрич. и магн. единицы Международной системы единиц; по старой терминологии Э. п. называется диэлектрич. проницаемостью вакуума. где m₀ — магнитная постоянная. В отличие от диэлектрич. проницаемости e, зависящей от типа вещества, темп-ры, давления и др. параметров, Э. п. e₀ зависит только от выбора системы единиц. Напр., в гауссовой СГС системе единиц

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.
Главный редактор А. М. Прохоров.
1988.

.

• ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИЯ
• ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ

Смотреть что такое «ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ» в других словарях:

• ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ — коэффициент пропорциональности ?о в законе Кулона определяющем (в единицах СИ) силу взаимодействия F двух находящихся на расстоянии r точечных электрических зарядов q1 и q2; ?о = (?оc2) 1 Ф/м = 8,854187817.10 12 Ф/м, где ?о магнитная постоянная.… …   Большой Энциклопедический словарь

• электрическая постоянная — Коэффициент, применяемый при записи ряда соотношений в СИ, равный величине, обратной произведению магнитной постоянной на квадрат скорости света в пустоте. Примечание — Электрическая постоянная приблизительно равна 8,85419 • 10 12 Ф/м …   Справочник технического переводчика

• ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ — (см.) …   Большая политехническая энциклопедия

• электрическая постоянная — электрическая постоянная; отрасл. диэлектрическая проницаемость пустоты Скалярная величина, характеризующая электрическое поле в пустоте, равная отношению суммарного электрического заряда, заключенного внутри некоторой замкнутой поверхности, к… …   Политехнический терминологический толковый словарь

• Электрическая постоянная — 14. Электрическая постоянная Постоянная, равная в системе СИ величине, обратной произведению магнитной постоянной на квадрат скорости света в пустоте. П .р и м е ч а н и е. Электрическая постоянная приблизительно равна 8,35*4 • 10 12 Ф/м Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• электрическая постоянная — коэффициент пропорциональности ε0 в законе Кулона , определяющем (в единицах СИ) силу взаимодействия F двух находящихся на расстоянии r точечных электрических зарядов q1 и q2; ε0 = (μ0c2) 1Ф/м = 8,854187817·10 12Ф/м, где μ0  магнитная постоянная …   Энциклопедический словарь

• Электрическая постоянная — (ранее также носила название диэлектрической постоянной)  физическая константа, скалярная величина, определяющая напряжённость электрического поля в вакууме; входящая в выражения некоторых законов электромагнетизма, в том числе закона Кулона …   Википедия

• электрическая постоянная — elektrinė konstanta statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. electric constant; permittivity constant; permittivity of free space; permittivity of vacuum vok. dielektrische konstante, f; Dielektrizitätskonstante, f; elektrische… …   Automatikos terminų žodynas

• электрическая постоянная — elektrinė konstanta statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas( ai) Grafinis formatas atitikmenys: angl. electric constant; permittivity of vacuum vok. absolute Dielektrizitätskonstante, f;… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• электрическая постоянная — elektrinė konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. permittivity constant; permittivity of free space; permittivity of vacuum vok. Dielektrizitätskonstante, f; elektrische Feldkonstante, f; Verschiebungskonstante, f rus. абсолютная… …   Fizikos terminų žodynas

Электрическая постоянная — это… Что такое Электрическая постоянная?



Электрическая постоянная

        коэффициент пропорциональности ε₀ в Кулона законе, определяющем силу взаимодействия двух покоящихся точечных электрических зарядов. В Международной системе единиц (См. Международная система единиц) (СИ) ф/м = (8.85418782 ± 0,00000007) ф/м. В СГС системе единиц (См. СГС система единиц) (гауссовой) ε₀ принимают равной единице (безразмерной). В отличие от диэлектрической проницаемости (См. Диэлектрическая проницаемость) ε (зависящей от типа вещества, температуры, давления и других параметров) ε₀ зависит только от выбора системы единиц.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.
1969—1978.

• Электрическая печь сопротивления
• Электрическая прочность

Смотреть что такое «Электрическая постоянная» в других словарях:

• ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ — (e0) (по старой терминологии диэлектрич. проницаемость вакуума), физ. постоянная, входящая в ур ния законов электрич. поля (см. КУЛОНА ЗАКОН) при записи этих ур ний в рационализованной форме, в соответствии с к рой образованы электрич. и магн. ед …   Физическая энциклопедия

• ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ — коэффициент пропорциональности ?о в законе Кулона определяющем (в единицах СИ) силу взаимодействия F двух находящихся на расстоянии r точечных электрических зарядов q1 и q2; ?о = (?оc2) 1 Ф/м = 8,854187817.10 12 Ф/м, где ?о магнитная постоянная.… …   Большой Энциклопедический словарь

• электрическая постоянная — Коэффициент, применяемый при записи ряда соотношений в СИ, равный величине, обратной произведению магнитной постоянной на квадрат скорости света в пустоте. Примечание — Электрическая постоянная приблизительно равна 8,85419 • 10 12 Ф/м …   Справочник технического переводчика

• ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ — (см.) …   Большая политехническая энциклопедия

• электрическая постоянная — электрическая постоянная; отрасл. диэлектрическая проницаемость пустоты Скалярная величина, характеризующая электрическое поле в пустоте, равная отношению суммарного электрического заряда, заключенного внутри некоторой замкнутой поверхности, к… …   Политехнический терминологический толковый словарь

• Электрическая постоянная — 14. Электрическая постоянная Постоянная, равная в системе СИ величине, обратной произведению магнитной постоянной на квадрат скорости света в пустоте. П .р и м е ч а н и е. Электрическая постоянная приблизительно равна 8,35*4 • 10 12 Ф/м Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• электрическая постоянная — коэффициент пропорциональности ε0 в законе Кулона , определяющем (в единицах СИ) силу взаимодействия F двух находящихся на расстоянии r точечных электрических зарядов q1 и q2; ε0 = (μ0c2) 1Ф/м = 8,854187817·10 12Ф/м, где μ0  магнитная постоянная …   Энциклопедический словарь

• Электрическая постоянная — (ранее также носила название диэлектрической постоянной)  физическая константа, скалярная величина, определяющая напряжённость электрического поля в вакууме; входящая в выражения некоторых законов электромагнетизма, в том числе закона Кулона …   Википедия

• электрическая постоянная — elektrinė konstanta statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. electric constant; permittivity constant; permittivity of free space; permittivity of vacuum vok. dielektrische konstante, f; Dielektrizitätskonstante, f; elektrische… …   Automatikos terminų žodynas

• электрическая постоянная — elektrinė konstanta statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas( ai) Grafinis formatas atitikmenys: angl. electric constant; permittivity of vacuum vok. absolute Dielektrizitätskonstante, f;… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• электрическая постоянная — elektrinė konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. permittivity constant; permittivity of free space; permittivity of vacuum vok. Dielektrizitätskonstante, f; elektrische Feldkonstante, f; Verschiebungskonstante, f rus. абсолютная… …   Fizikos terminų žodynas

Электрическая постоянная — Википедия. Что такое Электрическая постоянная

Электри́ческая постоя́нная (ранее также носила название диэлектрической постоянной) — физическая константа, скалярная величина, входящая в выражения некоторых законов электромагнетизма, в том числе закона Кулона, при записи их в рационализованной форме, соответствующей Международной системе единиц (СИ)^[1].

Иногда, используя устаревшую терминологию, называют электрической (или диэлектрической) проницаемостью вакуума^[2]. Измеряется в фарадах, делённых на метр.

Определение

По определению электрическая постоянная ε0{\displaystyle \varepsilon _{0}} связана со скоростью света c{\displaystyle c} и магнитной постоянной μ0{\displaystyle \mu _{0}} соотношением^[1]

ε0=1μ0c2.{\displaystyle \varepsilon _{0}={\frac {1}{\mu _{0}c^{2}}}.}

Поскольку в СИ для магнитной постоянной справедливо точное равенство μ0=4π × 10−7 {\displaystyle \mu _{0}=4\pi \ \times \ 10^{-7}\ }Гн/м, то для электрической постоянной выполняется соотношение

ε0=14πc2×107{\displaystyle \varepsilon _{0}={\frac {1}{4\pi c^{2}}}\times 10^{7}}м/Гн,^[3]

также являющееся точным.

Численное значение

Учитывая, что скорости света в СИ приписано точное значение, по определению равное 299 792 458 м/с, из последнего соотношения следует численное значение ε0{\displaystyle \varepsilon _{0}} в СИ:

ε0=14π× 2997924582×10−7{\displaystyle \varepsilon _{0}={\frac {1}{4\pi \times \ 299792458^{2}\times 10^{-7}}}} Ф/м ≈8,85418781762039×10−12{\displaystyle \approx 8,85418781762039\times 10^{-12}} Ф·м⁻¹.

Или, выражая то же через основные единицы СИ,

ε0≈8,85418781762039×10−12{\displaystyle \varepsilon _{0}\approx 8,85418781762039\times 10^{-12}} м⁻³·кг⁻¹·с⁴·А².

В системе СГСМ μ0=1{\displaystyle \mu _{0}=1} и потому ε0=1c2≈1,11265005605362×10−21{\displaystyle \varepsilon _{0}={\frac {1}{c^{2}}}\approx 1,11265005605362\times 10^{-21}} с²·см⁻².

Некоторые уравнения электродинамики в СИ

В материальных уравнениях, в вакууме, через электрическую постоянную связаны вектор электрической индукции D{\displaystyle \mathbf {D} } и вектор напряжённости электрического поля E{\displaystyle \mathbf {E} }:

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

Она также входит в запись закона Кулона (тоже в вакууме):

F12=14πε0⋅q1q2r122r12r12.{\displaystyle \mathbf {F} _{12}={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}\cdot {\frac {q_{1}q_{2}}{r_{12}^{2}}}{\frac {\mathbf {r} _{12}}{r_{12}}}.}

При использовании СИ произведение электрической постоянной на относительную диэлектрическую проницаемость называют абсолютной диэлектрической проницаемостью.

Предполагаемое переопределение

В 2011 году XXIV Генеральная конференция по мерам и весам (ГКМВ) приняла резолюцию^[4], в которой, в частности, предложено в будущей ревизии Международной системы единиц (СИ) переопределить несколько основных единиц, включая ампер, таким образом, чтобы они были основаны не на созданных человеком артефактах, а на фундаментальных физических постоянных или свойствах атомов.

Предполагается, что в СИ величине элементарного электрического заряда e будет приписано точное значение, равное 1,602 17X·10⁻¹⁹Кл^[5], а новое определение ампера будет основано на этом точном значении элементарного заряда, выраженного в c·А.

Следствием такого подхода к определению ампера станет изменение статуса электрической постоянной: после предполагаемого переопределения ампера значение электрической постоянной будет равно 14π× 2997924582× 10−7{\displaystyle {\frac {1}{4\pi \times \ 299792458^{2}\times \ 10^{-7}}}} Ф/м, но это значение приобретёт погрешность (неопределённость) и в дальнейшем будет определяться экспериментально^[4].

См. также

Примечания

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ • Большая российская энциклопедия

• В книжной версии

  Том 9. Москва, 2007, стр. 114-115

• Скопировать библиографическую ссылку:

  ---

Авторы: И. Н. Грознов

ДИЭЛЕКТРИ́ЧЕСКАЯ ПРО­НИ­ЦА́­Е­МОСТЬ, ве­ли­чи­на $ε$ , ха­рак­те­ри­зую­щая по­ля­ри­за­цию ди­элек­три­ков под дей­ст­ви­ем элек­трич. по­ля на­пря­жён­но­стью $\boldsymbol E$. Д. п. вхо­дит в Ку­ло­на за­кон как ве­ли­чи­на, по­ка­зы­ваю­щая, во сколь­ко раз си­ла взаи­мо­дей­ст­вия двух сво­бод­ных за­ря­дов в ди­элек­три­ке мень­ше, чем в ва­куу­ме. Ос­лаб­ле­ние взаи­мо­дей­ст­вия про­ис­хо­дит вслед­ст­вие эк­ра­ни­ро­ва­ния сво­бод­ных за­ря­дов свя­зан­ны­ми, об­ра­зую­щи­ми­ся в ре­зуль­та­те по­ля­ри­за­ции сре­ды. Свя­зан­ные за­ря­ды воз­ни­ка­ют вслед­ст­вие мик­ро­ско­пического про­стран­ст­вен­но­го пе­ре­рас­пре­де­ле­ния за­ря­дов (элек­тро­нов, ионов) в элек­трически ней­траль­ной в це­лом сре­де.

Связь ме­ж­ду век­то­ра­ми по­ля­ри­за­ции $\boldsymbol P$, на­пря­жён­но­сти элек­трич. по­ля $\boldsymbol E$ и элек­трич. ин­дук­ции $\boldsymbol D$ в изо­троп­ной сре­де в сис­те­ме еди­ниц СИ име­ет вид: $$\boldsymbol D=ε_0\boldsymbol E+\boldsymbol P=ε_0ε\boldsymbol E,$$где $ε_0$ – элек­три­че­ская по­сто­ян­ная. Вели­чи­на Д. п. $ε$ за­ви­сит от струк­ту­ры и хи­мич. со­ста­ва ве­ще­ст­ва, а так­же от дав­ле­ния, темп-ры и др. внеш­них ус­ло­вий (табл.). Для га­зов её ве­ли­чи­на близ­ка к 1, для жид­ко­стей и твёр­дых тел из­ме­ня­ет­ся от не­сколь­ких еди­ниц до не­сколь­ких де­сят­ков, у сег­не­то­элект­ри­ков мо­жет до­сти­гать 10⁴. Та­кой раз­брос зна­че­ний $ε$ обу­слов­лен разл. ме­ха­низ­ма­ми по­ля­ри­за­ции, имею­щи­ми ме­сто в раз­ных ди­элек­три­ках.

Диэлектрическая проницаемость некоторых диэлектриков

Вещество	ε
H2 (нормальные условия) CO2 (нормальные условия) Пары́ H2O (110 °С) Полиэтилен (20 °С) NaCl Спирт этиловый (15 °С) Лёд (-5 °С) Вода (20 °С) CaTiO3	1,00026 1,0029 1,0126 2,3 5,62 26,8 73 81 130

Клас­сич. мик­ро­ско­пич. тео­рия при­во­дит к при­бли­жён­но­му вы­ра­же­нию для Д. п. не­по­ляр­ных ди­элек­три­ков:$$\varepsilon=1+\frac{\sum\limits_in_i\alpha_i}{\sum\limits_in_i\alpha_i\beta_i},$$ где $n_i$ – кон­цен­тра­ция $i$-го сор­та ато­мов, ио­нов или мо­ле­кул, $α_i$ – их по­ля­ри­зуе­мость, $β_i$ – т. н. фак­тор внутр. по­ля, обу­слов­лен­ный осо­бен­но­стя­ми струк­ту­ры кри­стал­ла или ве­ще­ст­ва. Для боль­шин­ст­ва ди­элек­три­ков с Д. п., ле­жа­щей в пре­де­лах 2–8, $β=1/3$. Обыч­но Д. п. прак­ти­че­ски не за­ви­сит от ве­ли­чи­ны при­ло­жен­но­го элек­трич. по­ля вплоть до элек­трич. про­боя ди­элек­три­ка. Вы­со­кие зна­че­ния $ε$ не­ко­то­рых ок­си­дов ме­тал­лов и др. со­еди­не­ний обу­слов­ле­ны осо­бен­но­стя­ми их струк­ту­ры, до­пус­каю­щей под дей­ст­ви­ем по­ля $\boldsymbol E$ кол­лек­тив­ное сме­ще­ние под­ре­шё­ток по­ло­жи­тель­ных и от­ри­цатель­ных ио­нов в про­ти­во­по­лож­ных на­прав­ле­ни­ях и об­ра­зо­ва­ние зна­чи­тель­ных свя­зан­ных за­ря­дов на гра­ни­це кри­стал­ла.

Про­цесс по­ля­ри­за­ции ди­элек­три­ка при на­ло­же­нии элек­трич. по­ля раз­ви­ва­ет­ся не мгно­вен­но, а в те­че­ние не­ко­то­ро­го вре­ме­ни τ (вре­ме­ни ре­лак­са­ции). Ес­ли по­ле $\boldsymbol E$ из­ме­ня­ет­ся во вре­ме­ни $t$ по гар­мо­нич. за­ко­ну с час­то­той $ω$, то по­ля­ри­за­ция ди­элек­три­ка не ус­пе­ва­ет сле­до­вать за ним и ме­ж­ду ко­ле­ба­ния­ми $\boldsymbol P$ и $\boldsymbol E$ по­яв­ля­ет­ся раз­ность фаз $δ$. При опи­са­нии ко­ле­ба­ний $\boldsymbol P$ и $\boldsymbol E$ ме­то­дом ком­плекс­ных ам­пли­туд Д. п. пред­став­ля­ют ком­плекс­ной ве­ли­чи­ной: $ε=ε′+iε″$, при­чём $ε′$ и $ε″$ за­ви­сят от $ω$ и $τ$, а от­но­ше­ние $ε″/ε′=\mathrm{tg}δ$ оп­ре­де­ля­ет ди­элек­три­че­ские по­те­ри в сре­де. Сдвиг фаз $δ$ за­ви­сит от со­от­но­ше­ния $τ$ и пе­рио­да по­ля $T=2π/ω$. При $τ≪T$ ($ω≪1/τ$, низ­кие час­то­ты) на­прав­ле­ние $\boldsymbol P$ из­ме­ня­ет­ся прак­ти­че­ски од­но­вре­мен­но с $\boldsymbol E$, т. е. $δ→ 0$ (ме­ха­низм по­ля­ри­за­ции «вклю­чён»). Со­от­вет­ст­вую­щее зна­че­ние $ε′$ обо­зна­ча­ют $ε_{(0)}$. При $τ≫T$ (вы­со­кие час­то­ты) по­ля­ри­за­ция не ус­пе­ва­ет за из­ме­нени­ем $Е, δ→π$ и $ε′$ в этом слу­чае обо­зна­ча­ют $ε_{(∞)}$ (ме­ха­низм по­ля­ри­за­ции «от­клю­чён»). Оче­вид­но, что $ε_{(0)}>ε_{(∞)}$, и в пе­ре­мен­ных по­лях Д. п. ока­зы­ва­ет­ся функ­ци­ей $ω$. Вбли­зи $ω=1/τ$ про­ис­хо­дит из­ме­не­ние $ε$′ от $ε_{(0)}$ до $ε_{(∞)}$ (об­ласть дис­пер­сии), а за­ви­си­мость $\mathrm{tg}δ(ω)$ про­хо­дит че­рез мак­си­мум.

Ха­рак­тер за­ви­си­мо­стей $ε′ (ω )$ и $\mathrm{tg}δ (ω )$ в об­лас­ти дис­пер­сии оп­ре­де­ля­ет­ся ме­ха­низ­мом по­ля­ри­за­ции. В слу­чае ион­ной и элек­трон­ной по­ля­ри­за­ций при уп­ру­гом сме­ще­нии свя­зан­ных за­ря­дов из­ме­не­ние $\boldsymbol P(t)$ при сту­пен­ча­том вклю­че­нии по­ля $\boldsymbol E$ име­ет ха­рак­тер за­ту­хаю­щих ко­ле­ба­ний и за­ви­си­мо­сти $ε′(ω)$ и $\mathrm{tg}δ(ω)$ на­зы­ва­ют­ся ре­зо­нанс­ны­ми. В слу­чае ори­ен­та­ци­он­ной по­ля­ри­за­ции ус­та­нов­ле­ние $\boldsymbol P(t)$ но­сит экс­по­нен­ци­аль­ный ха­рак­тер, а за­ви­си­мо­сти $ε′(ω)$ и $\mathrm{tg}δ(ω)$ на­зы­ва­ют­ся ре­лак­са­ци­он­ны­ми.

Ме­то­ды из­ме­ре­ния Д. п. ос­но­ва­ны на яв­ле­ни­ях взаи­мо­дей­ст­вия элек­тро­маг­нит­но­го по­ля с элек­трич. ди­поль­ны­ми мо­мен­та­ми час­тиц ве­ще­ст­ва и раз­лич­ны для раз­ных час­тот. В ос­но­ве боль­шин­ст­ва ме­то­дов при $ω⩽10^8$ Гц ле­жит про­цесс за­ряд­ки и раз­ряд­ки из­ме­ри­тель­но­го кон­ден­са­то­ра, за­пол­нен­но­го ис­сле­дуе­мым ди­элек­три­ком. При бо­лее вы­со­ких час­то­тах ис­поль­зу­ют­ся вол­но­вод­ные, ре­зо­нанс­ные, муль­ти­ча­стот­ные и др. ме­то­ды.

В не­ко­то­рых ди­элек­три­ках, напр. сег­не­то­элек­три­ках, про­пор­цио­наль­ная за­ви­си­мость ме­ж­ду $\boldsymbol P$ и $\boldsymbol E [\boldsymbol P=ε_0(ε- 1)\boldsymbol E]$ и, сле­до­ва­тель­но, ме­ж­ду $\boldsymbol D$ и $\boldsymbol E$ на­ру­ша­ет­ся уже в обыч­ных, дос­ти­гае­мых на прак­ти­ке элек­трич. по­лях. Фор­маль­но это опи­сы­ва­ет­ся как за­ви­си­мость $ε(Е)≠\mathrm{const}$. В этом слу­чае важ­ной элек­трич. ха­рак­те­ри­сти­кой ди­элек­три­ка яв­ля­ет­ся диф­фе­рен­ци­аль­ная Д. п.: $$ε_{диф}=dD/(ε_0dE).$$В не­ли­ней­ных ди­элек­три­ках ве­ли­чи­ну $ε_{диф}$ из­ме­ря­ют обыч­но в сла­бых пе­ре­мен­ных по­лях при од­но­вре­мен­ном на­ло­же­нии силь­но­го по­сто­ян­но­го по­ля, а пе­ре­мен­ную со­став­ляю­щую $ε_{диф}$ на­зы­ва­ют ре­вер­сив­ной ди­элек­три­че­ской про­ни­цае­мо­стью.

Абсолютная диэлектрическая проницаемость — это… Что такое Абсолютная диэлектрическая проницаемость?

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 12 мая 2011.

Абсолю́тная диэлектри́ческая проница́емость — физическая величина, показывающая зависимость электрической индукции от напряжённости электрического поля. В зарубежной литературе обозначается буквой ε, в отечественной (где обычно обозначает относительную диэлектрическую проницаемость) преимущественно используется сочетание , где  — электрическая постоянная. В этой статье используется .

Из приведенных ниже формул следует, что абсолютная диэлектрическая постоянная (как и электрическая постоянная) имеет размерность L⁻³M⁻¹T⁴I². В единицах системы СИ: []=Ф/м.

Вообще говоря, абсолютная диэлектрическая проницаемость является тензором, определяемым из следующих соотношений:
(в записи использовано соглашение Эйнштейна)

Или

здесь:
 — вектор электрического поля,
 — вектор электрической индукции,
 — тензор абсолютной диэлектрической проницаемости.
 — тензор относительной диэлектрической проницаемости.

Для среды с конечной проводимостью (поглощающая среда) в тензор диэлектрической проницаемости часто включают мнимую компоненту, пропорциональную проводимости. Пусть электрическое поле колеблется по гармоническому закону (здесь  — мнимая единица):

Тогда одно из уравнений Максвелла для непроводящей среды с постоянной во времени :

С другой стороны, для проводящей среды с тензором проводимости :

Чтобы привести это уравнение к виду, формально совпадающему с видом уравнения для непроводящей среды, можно ввести комплексную диэлектрическую проницаемость :

Таким образом, становится возможным использование для проводящих сред формул, полученных для идеальных диэлектриков. Кроме того, даже в случаях, когда в постоянном поле среда обладает очень малой проводимостью, на высоких частотах могут появиться потери, которые при таком подходе также можно приписать некоторой «эффективной» проводимости. В таком случае говорят о тангенсе угла диэлектрических потерь:

В некоторых случаях колебания электрического поля изначально определяются как  ; тогда нужно везде обратить знак перед .

Необходимо отметить, что:

См. также

Литература

Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Изд. 4-е, стереотипное. — М.: Физматлит; Изд-во МФТИ, 2004. — Т. III. Электричество. — 656 с. — 5000 экз. — ISBN 5-9221-0227-3; ISBN 5-89155-086-5.

Разрешающая способность — Permittivity — qwe.wiki

Диэлектрическая среда, показывающая ориентацию заряженных частиц, создающих эффекты поляризации. Такая среда может иметь более низкое отношение электрического потока к заряду (большую диэлектрическую проницаемость), чем пустое пространство.

В электромагнетизме , то абсолютная диэлектрическая проницаемость , часто называют просто диэлектрической проницаемостью и обозначается греческой буква е (эпсилон), является мерой электрической поляризуемости о наличии диэлектрика . Материал с высокой диэлектрической проницаемостью поляризуется больше в ответ на приложенное электрическое поле, чем материал с низкой диэлектрической проницаемостью, тем самым накапливая больше энергии в материале. В электростатике диэлектрическая проницаемость играет важную роль в определении емкости конденсатора.

В простейшем случае поле электрического смещения, возникающее в результате приложенного электрического поля, равно
D{\ displaystyle \ mathbf {D}} E{\ displaystyle \ mathbf {E}}

Dзнак равноεE.{\ displaystyle \ mathbf {D} = \ varepsilon \ mathbf {E}.}

В более общем смысле диэлектрическая проницаемость является термодинамической функцией состояния . Это может зависеть от частоты , величины и направления приложенного поля. СИ единица для диэлектрической проницаемости фарад на метр (F / м).

Диэлектрическая проницаемость часто представлена относительной диэлектрической проницаемостью, которая представляет собой отношение абсолютной диэлектрической проницаемости и диэлектрической проницаемости вакуума.εр{\ displaystyle \ varepsilon _ {\ textrm {r}}}ε{\ displaystyle \ varepsilon} ε0{\ displaystyle \ varepsilon _ {0}}

κзнак равноεрзнак равноεε0{\ displaystyle \ kappa = \ varepsilon _ {r} = {\ frac {\ varepsilon} {\ varepsilon _ {0}}}}.

Эту безразмерную величину также часто и неоднозначно называют диэлектрической проницаемостью . Другой общий термин, встречающийся как для абсолютной, так и для относительной диэлектрической проницаемости, — это диэлектрическая проницаемость, которая не рекомендуется в физике, технике и химии.

По определению, идеальный вакуум имеет относительную диэлектрическую проницаемость ровно 1, тогда как в STP относительная диэлектрическая проницаемость _{воздуха} составляет κ _air = 1.0006.

Относительная диэлектрическая проницаемость напрямую связана с электрической восприимчивостью ( χ ) соотношением

χзнак равноκ-1{\ Displaystyle \ чи = \ каппа -1}

иначе записывается как

εзнак равноεрε0знак равно(1+χ)ε0{\ displaystyle \ varepsilon = \ varepsilon _ {\ mathrm {r}} \ varepsilon _ {0} = (1+ \ chi) \ varepsilon _ {0}}

Единицы

Стандартная единица измерения диэлектрической проницаемости в системе СИ — фарад на метр (Ф / м или Ф · м ^-1 ).

Fмзнак равноCV⋅мзнак равноC2N⋅м2знак равноC2⋅s2кг⋅м3{\ displaystyle {\ frac {\ text {F}} {\ text {m}}} = {\ frac {\ text {C}} {{\ text {V}} {\ cdot} {\ text {m} }}} = {\ frac {{\ text {C}} ^ {2}} {{\ text {N}} {\ cdot} {\ text {m}} ^ {2}}} = {\ frac { {\ text {C}} ^ {2} {\ cdot} {\ text {s}} ^ {2}} {{\ text {kg}} {\ cdot} {\ text {m}} ^ {3} }}}

Объяснение

В электромагнетизме поле электрического смещения D представляет, как электрическое поле E влияет на организацию электрических зарядов в данной среде, включая миграцию заряда и переориентацию электрического диполя . Его отношение к диэлектрической проницаемости в очень простом случае линейных, однородных, изотропных материалов с «мгновенным» откликом на изменения электрического поля:

Dзнак равноεE{\ Displaystyle \ mathbf {D} = \ varepsilon \ mathbf {E}}

где диэлектрическая проницаемость ε — скаляр . Если среда анизотропна , диэлектрическая проницаемость является тензором второго ранга .

В общем, диэлектрическая проницаемость не является постоянной величиной, так как она может меняться в зависимости от положения в среде, частоты приложенного поля, влажности, температуры и других параметров. В нелинейной среде диэлектрическая проницаемость может зависеть от напряженности электрического поля. Диэлектрическая проницаемость как функция частоты может принимать действительные или комплексные значения.

В единицах СИ диэлектрическая проницаемость измеряется в фарадах на метр (Ф / м или A ² · с ⁴ · кг ⁻¹ · м ⁻³ ). Поле смещения D измеряется в кулонах на квадратный метр (Кл / м ² ), а электрическое поле E измеряется в вольтах на метр (В / м). D и E описывают взаимодействие между заряженными объектами. D связано с плотностями заряда, связанными с этим взаимодействием, а E связано с силами и разностью потенциалов .

Диэлектрическая проницаемость вакуума

Диэлектрическая проницаемость вакуума ε ₀ (также называемая диэлектрической проницаемостью свободного пространства или электрической постоянной ) представляет собой отношениеD/Eв свободном пространстве . Он также появляется в постоянной кулоновской силы ,

kезнак равно14πε0{\ displaystyle k _ {\ text {e}} = {\ frac {1} {4 \ pi \ varepsilon _ {0}}}}

Его ценность

ε0знак равноdеж 1c02μ0знак равно135 год950207149 4727056π Ф / м≈8,8541878176…×10-12 Ф / м {\ displaystyle \ varepsilon _ {0} {\ stackrel {\ mathrm {def}} {=}} \ {\ frac {1} {c_ {0} ^ {2} \ mu _ {0}}} = {\ гидроразрыв {1} {35 \, 950 \, 207 \, 149.472 \, 7056 \ pi}} {\ text {F / m}} \ приблизительно 8.854 \, 187 \, 8176 \ ldots \ times 10 ^ {- 12} {\ text {F / m}}}

где

Константы c ₀ и μ ₀ были определены в единицах СИ, чтобы иметь точные числовые значения до переопределения единиц СИ в 2019 году (приближение во втором значении ε ₀ выше происходит от того, что π является иррациональным числом ).

Относительная диэлектрическая проницаемость

Линейная диэлектрическая проницаемость однородного материала обычно указывается относительно диэлектрической проницаемости свободного пространства как относительная диэлектрическая проницаемость ε _r (также называемая диэлектрической проницаемостью , хотя этот термин не рекомендуется и иногда относится только к статической относительной диэлектрической проницаемости при нулевой частоте). В анизотропном материале относительная диэлектрическая проницаемость может быть тензором, вызывающим двойное лучепреломление . Фактическая диэлектрическая проницаемость затем вычисляется путем умножения относительной диэлектрической проницаемости на ε ₀ :

εзнак равноεрε0знак равно(1+χ)ε0,{\ displaystyle \ varepsilon = \ varepsilon _ {\ mathrm {r}} \ varepsilon _ {0} = (1+ \ chi) \ varepsilon _ {0},}

где χ (часто пишется χ _e ) — электрическая восприимчивость материала.

Восприимчивость определяется как константа пропорциональности (которая может быть тензором ), связывающая электрическое поле E с наведенной плотностью диэлектрической поляризации P , так что

пзнак равноε0χE,{\ Displaystyle \ mathbf {P} = \ varepsilon _ {0} \ chi \ mathbf {E},}

где ε ₀ — электрическая проницаемость свободного пространства .

Восприимчивость среды связана с ее относительной диэлектрической проницаемостью ε _r соотношением

χзнак равноεр-1.{\ displaystyle \ chi = \ varepsilon _ {\ mathrm {r}} -1.}

Итак, в случае вакуума

χзнак равно0.{\ displaystyle \ chi = 0.}

Восприимчивость также связана с поляризуемостью отдельных частиц в среде соотношением Клаузиуса-Моссотти .

Электрическое смещение D связано с плотностью поляризации P от

Dзнак равноε0E+пзнак равноε0(1+χ)Eзнак равноεрε0E.{\ displaystyle \ mathbf {D} = \ varepsilon _ {0} \ mathbf {E} + \ mathbf {P} = \ varepsilon _ {0} (1+ \ chi) \ mathbf {E} = \ varepsilon _ {\ mathrm {r}} \ varepsilon _ {0} \ mathbf {E}.}

Диэлектрическая проницаемость ε и магнитная проницаемость µ среды вместе определяют фазовую скорость v =c/пот электромагнитного излучения через эту среду:

εμзнак равно1v2.{\ displaystyle \ varepsilon \ mu = {\ frac {1} {v ^ {2}}}.}

Практическое применение

Определение емкости

Емкость конденсатора зависит от его конструкции и архитектуры, что означает, что она не изменяется при зарядке и разрядке. Формула для емкости конденсатора с параллельными пластинами записывается как

Cзнак равноε Аd{\ Displaystyle C = \ varepsilon \ {\ frac {A} {d}}}

где — площадь одной пластины, — расстояние между пластинами, — диэлектрическая проницаемость среды между двумя пластинами. Для конденсатора с относительной диэлектрической проницаемостью можно сказать, что
А{\ displaystyle A}d{\ displaystyle d}ε{\ displaystyle \ varepsilon}κ{\ displaystyle \ kappa}

Cзнак равноκ ε0Аd{\ displaystyle C = \ kappa \ \ varepsilon _ {0} {\ frac {A} {d}}}

Закон Гаусса

Диэлектрическая проницаемость связана с электрическим потоком (и, соответственно, электрическим полем) через закон Гаусса . Закон Гаусса гласит, что для замкнутой гауссовой поверхности s

ΦEзнак равноQencε0знак равно∮s⁡E⋅dА{\ displaystyle \ Phi _ {E} = {\ frac {Q _ {\ text {enc}}} {\ varepsilon _ {0}}} = \ oint _ {s} \ mathbf {E} \ cdot \ mathrm {d } \ mathbf {A}}

где — чистый электрический поток, проходящий через поверхность, — это заряд, заключенный в гауссовой поверхности, — это вектор электрического поля в данной точке на поверхности, и — это вектор дифференциальной площади на гауссовой поверхности.
ΦE{\ displaystyle \ Phi _ {E}}Qenc{\ displaystyle Q _ {\ text {enc}}}E{\ displaystyle \ mathbf {E}}dА{\ Displaystyle \ mathrm {d} \ mathbf {A}}

Если гауссова поверхность равномерно охватывает изолированное симметричное расположение зарядов, формулу можно упростить до

EАпотому что⁡(θ)знак равноQencε0{\ displaystyle EA \ cos (\ theta) = {\ frac {Q _ {\ text {enc}}} {\ varepsilon _ {0}}}}

где представляет собой угол между вектором электрического поля и вектором площади.
θ{\ displaystyle \ theta}

Если все силовые линии электрического поля пересекают поверхность под углом 90 °, формулу можно упростить до

Eзнак равноQencε0А{\ displaystyle E = {\ frac {Q _ {\ text {enc}}} {\ varepsilon _ {0} A}}}

Поскольку площадь поверхности сферы равна , электрическое поле на расстоянии от однородного сферического заряда составляет
4πр2{\ displaystyle 4 \ pi r ^ {2}}р{\ displaystyle r}

Eзнак равноQε0Азнак равноQε0(4πр2){\ displaystyle E = {\ frac {Q} {\ varepsilon _ {0} A}} = {\ frac {Q} {\ varepsilon _ {0} \ left (4 \ pi r ^ {2} \ right)} }}

Eзнак равноQ4πε0р2знак равноkQр2{\ displaystyle E = {\ frac {Q} {4 \ pi \ varepsilon _ {0} r ^ {2}}} = {\ frac {kQ} {r ^ {2}}}}

где — постоянная Кулона ( ). Эта формула применяется к электрическому полю, создаваемому точечным зарядом, вне проводящей сферы или оболочки, за пределами однородно заряженной изолирующей сферы или между пластинами сферического конденсатора.
k{\ displaystyle k}∼9.0×109 м/F{\ displaystyle \ sim 9.0 \ times 10 ^ {9} \ {\ text {m}} / {\ text {F}}}

Дисперсия и причинность

В общем, материал не может поляризоваться мгновенно в ответ на приложенное поле, поэтому более общая формулировка как функция времени такова:

п(т)знак равноε0∫-∞тχ(т-т′)E(т′)dт′.{\ displaystyle \ mathbf {P} (t) = \ varepsilon _ {0} \ int _ {- \ infty} ^ {t} \ chi \ left (t-t ‘\ right) \ mathbf {E} \ left ( t ‘\ right) \, dt’.}

То есть поляризация представляет собой свертку электрического поля в предыдущие моменты времени с зависящей от времени восприимчивостью, заданной как χ (Δ t ) . Верхний предел этого интеграла можно продолжить до бесконечности, если определить χ (∆ t ) = 0 при ∆ t <0 . Мгновенный отклик будет соответствовать восприимчивости дельта-функции Дирака χ (Δ t ) = χδ (Δ t ) .

Удобно взять преобразование Фурье по времени и записать это соотношение как функцию частоты. Благодаря теореме о свертке интеграл становится простым произведением:

п(ω)знак равноε0χ(ω)E(ω).{\ displaystyle \ mathbf {P} (\ omega) = \ varepsilon _ {0} \ chi (\ omega) \ mathbf {E} (\ omega).}

Эта частотная зависимость восприимчивости приводит к частотной зависимости диэлектрической проницаемости. Форма восприимчивости по частоте характеризует дисперсионные свойства материала.

Более того, тот факт, что поляризация может зависеть только от электрического поля в предыдущие моменты времени (т. Е. Эффективно χ (Δ t ) = 0 для Δ t <0 ), следствие причинной связи , накладывает ограничения Крамерса – Кронига на восприимчивость χ (0 ) .

Комплексная диэлектрическая проницаемость

Спектр диэлектрической проницаемости в широком диапазоне частот. ε ′ и ε ″ обозначают действительную и мнимую части диэлектрической проницаемости соответственно. На изображении обозначены различные процессы: ионная и диполярная релаксация, а также атомные и электронные резонансы при более высоких энергиях.

В отличие от реакции вакуума, реакция обычных материалов на внешние поля обычно зависит от частоты поля. Эта частотная зависимость отражает тот факт, что поляризация материала не изменяется мгновенно при приложении электрического поля. Отклик всегда должен быть причинным (возникающим после приложенного поля), который может быть представлен разностью фаз. По этой причине диэлектрическая проницаемость часто рассматривается как комплексная функция (угловой) частоты приложенного поля ω :

ε→ε^(ω){\ Displaystyle \ varepsilon \ rightarrow {\ hat {\ varepsilon}} (\ omega)}

(поскольку комплексные числа позволяют указывать величину и фазу). Таким образом, определение диэлектрической проницаемости становится

D0е-яωтзнак равноε^(ω)E0е-яωт,{\ displaystyle D_ {0} e ^ {- i \ omega t} = {\ hat {\ varepsilon}} (\ omega) E_ {0} e ^ {- i \ omega t},}

где

• D ₀ и E ₀ — амплитуды смещения и электрического поля соответственно,
• i — мнимая единица , i ² = −1 .

Реакция среды на статические электрические поля описывается низкочастотным пределом диэлектрической проницаемости, также называемым статической диэлектрической проницаемостью ε _s (также ε _DC ):

εsзнак равноLimω→0ε^(ω).{\ displaystyle \ varepsilon _ {\ mathrm {s}} = \ lim _ {\ omega \ rightarrow 0} {\ hat {\ varepsilon}} (\ omega).}

На высокочастотном пределе (то есть оптических частотах) комплексная диэлектрическая проницаемость обычно обозначается как ε _∞ (или иногда ε _opt ). На плазменной частоте и ниже диэлектрики ведут себя как идеальные металлы с поведением электронного газа. Статическая диэлектрическая проницаемость является хорошим приближением для переменных полей низких частот, и по мере увеличения частоты между D и E возникает измеримая разность фаз δ . Частота, при которой фазовый сдвиг становится заметным, зависит от температуры и характеристик среды. Для умеренной напряженности поля ( E ₀ ) D и E остаются пропорциональными, и

ε^знак равноD0E0знак равно|ε|е-яδ.{\ displaystyle {\ hat {\ varepsilon}} = {\ frac {D_ {0}} {E_ {0}}} = | \ varepsilon | e ^ {- i \ delta}.}

Поскольку реакция материалов на переменные поля характеризуется комплексной диэлектрической проницаемостью, естественно разделить ее действительную и мнимую части, что условно осуществляется следующим образом:

ε^(ω)знак равноε′(ω)-яε″(ω)знак равно|D0E0|(потому что⁡δ-ягрех⁡δ).{\ displaystyle {\ hat {\ varepsilon}} (\ omega) = \ varepsilon ‘(\ omega) -i \ varepsilon’ » (\ omega) = \ left | {\ frac {D_ {0}} {E_ {0 }}} \ right | \ left (\ cos \ delta -i \ sin \ delta \ right).}

где

• ε ′ — действительная часть диэлектрической проницаемости;
• ε ″ — мнимая часть диэлектрической проницаемости;
• δ — угол потерь .

Выбор знака для зависимости от времени, e ^{— iωt} , диктует соглашение о знаке для мнимой части диэлектрической проницаемости. Используемые здесь знаки соответствуют тем, которые обычно используются в физике, тогда как для инженерного соглашения нужно перевернуть все мнимые величины.

Комплексная диэлектрическая проницаемость обычно является сложной функцией частоты ω , поскольку она представляет собой наложенное описание явлений дисперсии, происходящих на нескольких частотах. Диэлектрическая проницаемость ε ( ω ) должна иметь полюсы только для частот с положительными мнимыми частями и, следовательно, удовлетворяет соотношениям Крамерса – Кронига . Однако в узких частотных диапазонах, которые часто изучаются на практике, диэлектрическая проницаемость может быть аппроксимирована частотно-независимой или модельными функциями.

На данной частоте мнимая часть ε ″ приводит к потерям на поглощение, если она положительна (в приведенном выше соглашении о знаках), и к усилению, если она отрицательна. В более общем плане следует учитывать мнимые части собственных значений тензора анизотропной диэлектрической проницаемости.

В случае твердых тел сложная диэлектрическая функция тесно связана с зонной структурой. Первичная величина, которая характеризует электронную структуру любого кристаллического материала, — это вероятность поглощения фотона , которая напрямую связана с мнимой частью оптической диэлектрической проницаемости ε ( ω ) . Оптическая диэлектрическая проницаемость определяется фундаментальным выражением:

ε(ω)знак равно1+8π2е2м2∑c,v∫Wc,v(E)(φ(ℏω-E)-φ(ℏω+E))dИкс.{\ displaystyle \ varepsilon (\ omega) = 1 + {\ frac {8 \ pi ^ {2} e ^ {2}} {m ^ {2}}} \ sum _ {c, v} \ int W_ {c , v} (E) {\ bigl (} \ varphi (\ hbar \ omega -E) — \ varphi (\ hbar \ omega + E) {\ bigr)} \, dx.}

В этом выражении, W _{с , v} ( Е ) представляет собой продукт зоны Бриллюэна вероятности -averaged перехода при энергии Е с совместной плотностью состояний , J _{C , об} ( Е ) ; φ — функция уширения, отражающая роль рассеяния в размытии энергетических уровней. В общем, уширение является промежуточным между лоренцевым и гауссовым ; для сплава он несколько ближе к гауссову из-за сильного рассеяния на статистических флуктуациях локального состава в нанометровом масштабе.

Тензорная диэлектрическая проницаемость

Согласно модели намагниченной плазмы Друде , более общее выражение, которое учитывает взаимодействие носителей с переменным электрическим полем миллиметрового и микроволнового диапазона в аксиально намагниченном полупроводнике, требует выражения диэлектрической проницаемости в виде недиагонального тензора. (см. также Электрогирация ).

D(ω)знак равно|ε1-яε20яε2ε1000εz|E⁡(ω){\ displaystyle \ mathbf {D} (\ omega) = {\ begin {vmatrix} \ varepsilon _ {1} & — i \ varepsilon _ {2} & 0 \\ i \ varepsilon _ {2} & \ varepsilon _ {1 } & 0 \\ 0 & 0 & \ varepsilon _ {z} \\\ end {vmatrix}} \ operatorname {\ mathbf {E}} (\ omega)}

Если ε ₂ обращается в нуль, то тензор диагонален, но не пропорционален тождеству, и среда называется одноосной средой, которая имеет свойства, аналогичные одноосному кристаллу .

Классификация материалов

Материалы могут быть классифицированы в соответствии с их комплекснозначными диэлектрической проницаемостью е , по сравнению с ее действительным е ‘ и мнимых е » компоненты (или, что то же самое, проводимость , σ , когда приходился во втором). Идеальный проводник имеет бесконечную проводимость, σ = ∞ , в то время как идеальный диэлектрик представляет собой материал , который не имеет проводимости при всех, σ = 0 ; Последний случай действительной диэлектрической проницаемости (или комплексной диэлектрической проницаемости с нулевой мнимой составляющей) также связан с названием среды без потерь . Обычно, когдаσ/ωε ′1 мы считаем материал диэлектриком с низкими потерями (хотя и не без потерь), тогда какσ/ωε ′≫ 1 ассоциируется с хорошим проводником ; такие материалы с существенной проводимостью приводят к большим потерям, которые препятствуют распространению электромагнитных волн, поэтому их также называют средами с потерями . Материалы, не подпадающие ни под один из ограничений, считаются общедоступными.

Потерянная среда

В случае среды с потерями, т. Е. Когда ток проводимости нельзя пренебречь, общая плотность протекающего тока составляет:

Jмалышзнак равноJc+Jdзнак равноσE+яωε′Eзнак равнояωε^E{\ displaystyle J _ {\ text {tot}} = J _ {\ mathrm {c}} + J _ {\ mathrm {d}} = \ sigma E + i \ omega \ varepsilon ‘E = i \ omega {\ hat {\ варепсилон}} E}

где

• σ — проводимость среды;
• ε′знак равноε0εр{\ displaystyle \ varepsilon ‘= \ varepsilon _ {0} \ varepsilon _ {r}} — действительная часть диэлектрической проницаемости.
• ε^знак равноε′-яε″{\ displaystyle {\ hat {\ varepsilon}} = \ varepsilon ‘-i \ varepsilon’ ‘}комплексная диэлектрическая проницаемость

Величина тока смещения зависит от частоты приложенного поля E ; в постоянном поле нет тока смещения.

В этом формализме комплексная диэлектрическая проницаемость определяется как:

ε^знак равноε′(1-яσωε′)знак равноε′-яσω{\ displaystyle {\ hat {\ varepsilon}} = \ varepsilon ‘\ left (1-я {\ frac {\ sigma} {\ omega \ varepsilon’}} \ right) = \ varepsilon ‘-i {\ frac {\ сигма} {\ omega}}}

В общем, поглощение электромагнитной энергии диэлектриками покрывается несколькими различными механизмами, которые влияют на форму диэлектрической проницаемости в зависимости от частоты:

• Во-первых, это релаксационные эффекты, связанные с постоянными и индуцированными молекулярными диполями . На низких частотах поле изменяется достаточно медленно, чтобы позволить диполям достичь равновесия до того, как поле заметно изменится. Для частот, на которых ориентация диполя не может следовать за приложенным полем из-за вязкости среды, поглощение энергии поля приводит к диссипации энергии. Механизм релаксации диполей называется диэлектрической релаксацией, а для идеальных диполей описывается классической релаксацией Дебая .
• Во-вторых, это резонансные эффекты , которые возникают из-за вращения или колебаний атомов, ионов или электронов . Эти процессы наблюдаются в окрестности их характерных частот поглощения .

Вышеупомянутые эффекты часто объединяются, чтобы вызвать нелинейные эффекты в конденсаторах. Например, диэлектрическое поглощение относится к неспособности конденсатора, который был заряжен в течение длительного времени, полностью разрядиться при кратковременном разряде. Хотя идеальный конденсатор будет оставаться при нулевом напряжении после разрядки, реальные конденсаторы будут развивать небольшое напряжение, явление, которое также называется замачиванием или действием батареи . Для некоторых диэлектриков, таких как многие полимерные пленки, результирующее напряжение может быть менее 1-2% от исходного напряжения. Однако в случае электролитических конденсаторов или суперконденсаторов она может достигать 15–25% .

Квантово-механическая интерпретация

С точки зрения квантовой механики диэлектрическая проницаемость объясняется взаимодействием атомов и молекул .

На низких частотах молекулы в полярных диэлектриках поляризованы приложенным электрическим полем, которое вызывает периодические вращения. Так , например, в микроволновой частоте, микроволновое поле вызывает периодическое вращение молекул воды, достаточных для разрыва водородных связей . Поле действует против связей, и энергия поглощается материалом в виде тепла . Вот почему микроволновые печи очень хорошо подходят для материалов, содержащих воду. Есть два максимума мнимой составляющей (показателя поглощения) воды, один на частоте микроволн, а другой на частоте далекого ультрафиолета (УФ). Оба этих резонанса находятся на более высоких частотах, чем рабочая частота микроволновых печей.

На умеренных частотах энергия слишком высока, чтобы вызвать вращение, но слишком мала, чтобы напрямую воздействовать на электроны, и поглощается в виде резонансных молекулярных колебаний. В воде здесь показатель поглощения начинает резко падать, а минимум мнимой диэлектрической проницаемости приходится на частоту синего света (оптический режим).

На высоких частотах (таких как УФ и выше) молекулы не могут расслабиться, и энергия полностью поглощается атомами, возбуждая уровни энергии электронов . Таким образом, эти частоты классифицируются как ионизирующие излучения .

Хотя выполнение полного ab initio (то есть из первых принципов) моделирования теперь возможно с помощью вычислений, оно еще не нашло широкого применения. Таким образом, феноменологическая модель считается адекватным методом фиксации экспериментального поведения. Модель Дебай и модель Лоренц использование первого порядок и второй порядок (соответственно) сосредоточенные параметры системы линейного представления (например, RC и резонансный контур LRC).

Измерение

Относительную диэлектрическую проницаемость материала можно определить с помощью различных статических электрических измерений. Комплексная диэлектрическая проницаемость оценивается в широком диапазоне частот с использованием различных вариантов диэлектрической спектроскопии , охватывающих почти 21 порядок величины от 10 ^-6 до 10 ¹⁵ герц . Кроме того, с помощью криостатов и сушильных шкафов диэлектрические свойства среды могут быть охарактеризованы по множеству температур. Для изучения систем для таких разнообразных полей возбуждения используется ряд измерительных установок, каждая из которых соответствует определенному диапазону частот.

Различные методы микроволновых измерений описаны в Chen et al. . Типичные ошибки для метода Хакки-Коулмана, использующего шайбу материала между проводящими плоскостями, составляют около 0,3%.

В инфракрасном и оптическом диапазонах распространенным методом является эллипсометрия . Интерферометрия с двойной поляризацией также используется для измерения комплексного показателя преломления очень тонких пленок на оптических частотах.

Смотрите также

Ноты

Ссылки

дальнейшее чтение

• CJF Bottcher, OC von Belle & Paul Bordewijk (1973) Теория электрической поляризации: диэлектрическая поляризация , том 1, (1978) том 2, Elsevier
  ISBN  0-444-41579-3 .
• Артур Р. фон Хиппель (1954) Диэлектрики и волны
  ISBN  0-89006-803-8
• Редактор Артура фон Хиппеля (1966) Диэлектрические материалы и приложения: статьи 22 авторов
  ISBN  0-89006-805-4 .

внешние ссылки

диэлектрическая проницаемость | Определение, формула, единицы измерения и факты

Диэлектрическая проницаемость , также называемая относительная диэлектрическая проницаемость или удельная индуктивная емкость , свойство электроизоляционного материала (диэлектрика), равное отношению емкости конденсатора, заполненного данный материал соответствует емкости идентичного конденсатора в вакууме без диэлектрического материала. Введение диэлектрика между пластинами, скажем, конденсатора с параллельными пластинами всегда увеличивает его емкость или способность накапливать противоположные заряды на каждой пластине по сравнению с этой способностью, когда пластины разделены вакуумом.Если C — это значение емкости конденсатора, заполненного данным диэлектриком, а C ₀ — емкость идентичного конденсатора в вакууме, диэлектрическая постоянная, обозначенная греческой буквой каппа, κ, равна просто выражается как κ = C / C ₀ . Диэлектрическая проницаемость — это число без размеров. В системе сантиметр-грамм-секунда диэлектрическая проницаемость идентична диэлектрической проницаемости. Он обозначает крупномасштабное свойство диэлектриков без определения электрического поведения в атомном масштабе.

многослойный конденсатор Многослойный конденсатор, показывающий чередующиеся слои металлических электродов и керамического диэлектрика. Encyclopdia Britannica, Inc.

Британская викторина

Викторина «Все о физике»

В начале 18 века, к какому поразительному выводу пришел Джон Дальтон относительно «элементарных частиц» или атомов каждого из химических элементов?

Значение статической диэлектрической проницаемости любого материала всегда больше единицы, его значение для вакуума.Значение диэлектрической проницаемости при комнатной температуре (25 ° C или 77 ° F) составляет 1.00059 для воздуха, 2.25 для парафина, 78.2 для воды и около 2000 для титаната бария (BaTiO ₃ ) при приложении электрического поля. перпендикулярно главной оси кристалла. Поскольку значение диэлектрической проницаемости для воздуха почти такое же, как и для вакуума, для всех практических целей воздух не увеличивает емкость конденсатора. Диэлектрическая проницаемость жидкостей и твердых тел может быть определена путем сравнения значения емкости, когда диэлектрик находится на месте, с его значением, когда конденсатор заполнен воздухом.

.Диэлектрическая постоянная и относительная диэлектрическая проницаемость

»Электроника

Диэлектрическая проницаемость и относительная диэлектрическая проницаемость являются ключевыми для работы конденсаторов и определения достижимого уровня емкости.

---

Емкостное руководство В комплект входит:
Емкость
Формулы конденсатора
Емкостное реактивное сопротивление
Параллельные конденсаторы
Последовательные конденсаторы
Диэлектрическая проницаемость и относительная диэлектрическая проницаемость
Коэффициент рассеяния, тангенс угла потерь, СОЭ
Таблица преобразования конденсаторов

---

Диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая проницаемость — два термина, которые являются центральными в конденсаторной технологии.Часто можно услышать разговоры о конденсаторах с разными диэлектриками. Электролитические конденсаторы, керамические конденсаторы, бумага, танталовые конденсаторы и все распространенные названия конденсаторов относятся к используемому диэлектрическому материалу.

Диэлектрический материал обеспечивает изоляцию между пластинами конденсатора, и, кроме того, он определяет многие характеристики конденсатора. Емкость, достижимая в определенном объеме, температурная стабильность, поляризована она или нет.Эти и многие другие характеристики определяются используемым диэлектрическим материалом, а многие свойства регулируются самой диэлектрической проницаемостью.

Диэлектрическая проницаемость материала между двумя пластинами определяет достижимые уровни емкости

Диэлектрическая проницаемость конденсатора и диэлектрическая проницаемость

Термины диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая проницаемость по существу одинаковы для большинства целей, хотя бывают случаи, когда разные термины имеют очень специфические значения.

Это то свойство диэлектрического материала, которое определяет, сколько электростатической энергии может храниться на единицу объема при приложении напряжения единицы, и, как результат, оно имеет большое значение для конденсаторов, расчетов емкости и т.п.

Обычно в качестве символа диэлектрической проницаемости используется греческая буква эпсилон: ε.

Определения диэлектрической проницаемости и диэлектрической проницаемости

Определения некоторых конкретных терминов, относящихся к диэлектрической проницаемости и диэлектрической проницаемости, приведены ниже:

• Абсолютная диэлектрическая проницаемость: Абсолютная диэлектрическая проницаемость определяется как мера диэлектрической проницаемости в вакууме, и это то, какое сопротивление возникает при формировании электрического поля в вакууме.Абсолютная диэлектрическая проницаемость обычно обозначается как ε ₀ . Диэлектрическая проницаемость свободного пространства — вакуума — равна примерно 8,85 x 10 ^-12 Фарад / метр (Ф / м)
• Относительная диэлектрическая проницаемость: Относительная диэлектрическая проницаемость определяется как диэлектрическая проницаемость данного материала относительно диэлектрической проницаемости вакуума. Обычно обозначается следующим образом: ε _r .
• Статическая диэлектрическая проницаемость: Статическая диэлектрическая проницаемость материала определяется как его диэлектрическая проницаемость при воздействии статического электрического поля.Часто для этого измерения на материале накладывается ограничение по низкой частоте. Статическая диэлектрическая проницаемость часто требуется, потому что характеристика материала представляет собой сложную зависимость, связанную с частотой приложенного напряжения.
• Диэлектрическая проницаемость: Диэлектрическая проницаемость определяется как относительная диэлектрическая проницаемость вещества или материала.

Хотя может показаться, что эти термины связаны между собой, часто важно использовать правильные термины в нужном месте.

Относительная диэлектрическая проницаемость (диэлектрическая проницаемость)

Используя тот факт, что диэлектрическая проницаемость ε среды определяет заряд, который может удерживать среда, можно увидеть, что формула для его определения:

Где:
ε = диэлектрическая проницаемость вещества в фарадах на метр
D = плотность электрического потока
E = напряженность электрического поля

Из определений диэлектрической проницаемости видно, что константы связаны следующим уравнением:

Где:
ε _r = относительная диэлектрическая проницаемость
ε _с = диэлектрическая проницаемость вещества в фарадах на метр
ε ₀ = диэлектрическая проницаемость вакуума в фарадах на метр

Выбор диэлектрика конденсатора

В конденсаторах

в качестве диэлектрического материала используются различные вещества.Материал выбирается исходя из тех свойств, которые он обеспечивает. Одна из основных причин выбора конкретного диэлектрического материала — его диэлектрическая проницаемость. Те, у которых высокая диэлектрическая проницаемость, позволяют достичь высоких значений емкости, каждая из которых имеет разную диэлектрическую проницаемость или диэлектрическую проницаемость. Это изменяет величину емкости, которую конденсатор будет иметь для данной площади и промежутка.

Диэлектрик также необходимо выбрать в соответствии с такими требованиями, как прочность изоляции — он должен выдерживать подаваемое на него напряжение с используемыми уровнями толщины.Он также должен быть достаточно устойчивым к колебаниям температуры, влажности, напряжения и т. Д.

Популярные варианты конденсаторов обусловлены названиями: алюминиевые электролитические конденсаторы, керамические конденсаторы, конденсаторы из серебряной слюды и танталовые конденсаторы — все широко используемые типы.

Относительная диэлектрическая проницаемость обычных веществ

В таблице ниже приведены значения относительной диэлектрической проницаемости ряда обычных веществ.

Относительная диэлектрическая проницаемость обычных веществ
Вещество	Относительная Диэлектрическая проницаемость
Титанат кальция	150
FR4 Материал печатной платы	4.8 обычно
Стекло	5–10
Слюда	5,6 — 8,0
Бумага	3,85
Полиэтилен)	2,25
Полиимид	2,25
Полипропилен	2.2 — 2,36
Фарфор (керамика)	4,5 — 6,7
PTFE (тефлон)	2,1
Резина	2,0 — 2,3
Кремний	11,68
Диоксид кремния	3,9
титанат стронция	200
Воздух 0 ° C	1.000594
Воздух 20 ° C	1.000528
Окись углерода 25 ° C	1.000634
Двуокись углерода 25 ° C	1.000904
Водород 0 ° C	1.000265
Гелий 25 ° C	1.000067
Азот 25 ° C	1.000538
Диоксид серы 22 ° C	1,00818

Приведенные выше значения можно назвать «статическими» значениями диэлектрической проницаемости. Они верны для устойчивого состояния или низких частот. Установлено, что диэлектрическая проницаемость материала обычно уменьшается с увеличением частоты. Он также падает с повышением температуры. Эти факторы обычно учитываются при разработке конденсатора для электронных устройств.

При проектировании конденсатора характеристики диэлектрика являются одним из основных решений, касающихся конденсатора.

Некоторые материалы имеют очень стабильную диэлектрическую проницаемость и могут использоваться в конденсаторах с высокой стабильностью, тогда как другие диэлектрические материалы позволяют достичь очень высоких уровней объемной емкости, то есть высоких уровней емкости в небольшом объеме. Обычно существует баланс, поскольку ни один диэлектрик не имеет идеальных характеристик для всего.

Хотя керамические конденсаторы очень популярны, можно использовать много разных видов керамики. Это приводит к тому, что керамические конденсаторы обозначаются различными названиями уровней керамических характеристик: C0G, Y5V, X7R, NP0 и т. Д.

Дополнительные основные понятия:
Напряжение
ток
Сопротивление
Емкость
Мощность
Трансформеры
RF шум
Децибел, дБ
Q, добротность

Вернуться в меню «Основные понятия».. .

.

Диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая проницаемость k

В
диэлектрические свойства различных материалов, используемых в полупроводниках
изготовление и упаковка играют важную роль в достижении
желаемая производительность интегральных схем. Базовое понимание
диэлектрических свойств поэтому требуется большинству инженеров, работающих
в полупроводниковой промышленности.

Один важный
Свойством диэлектрического материала является его диэлектрическая проницаемость.
Разрешающая способность
(ε) есть
мера способности материала поляризоваться электрическим
поле.

Однако легче
понять концепцию диэлектрической проницаемости, сначала обсудив

близкородственное имущество,
емкость (C). Емкость — это мера способности материала
удерживать заряд, если к нему приложено напряжение, и лучше всего моделируется
диэлектрический слой, зажатый между двумя параллельными проводящими
тарелки.

Если напряжение
V подается на конденсатор емкости C, затем заряд Q, который
он может удерживать прямо пропорционально приложенному напряжению V, с
емкость C
как константа пропорциональности

.
Таким образом,
Q = CV,
или C = Q / V. Единицей измерения емкости является фарад.
(кулон на вольт).

В
емкость конденсатора зависит от диэлектрической проницаемости

ε

из
диэлектрического слоя, а также площади А конденсатора и
расстояние d между двумя токопроводящими пластинами.
Диэлектрическая проницаемость и емкость математически связаны следующим образом:
C =

ε

(Объявление).

Когда
используемый диэлектрик
вакуум
тогда емкость Co

=

ε

о
(A / d), где

ε

о
диэлектрическая проницаемость вакуума

(8,85 x 10 ^-12 Ф / м

).

В
диэлектрик
постоянная (k)
материала
— отношение его диэлектрической проницаемости

ε

к диэлектрической проницаемости вакуума

ε

или

,
так что k =

ε

/

ε

o.

Диэлектрическая проницаемость равна
поэтому также известен как относительная диэлектрическая проницаемость материала. поскольку
диэлектрическая проницаемость — это просто отношение двух одинаковых величин, это
безразмерный.

Учитывая его
По определению диэлектрическая проницаемость вакуума равна 1.A

ny
материал способен поляризоваться больше, чем вакуум, поэтому k материала
всегда> 1. Обратите внимание, что диэлектрическая проницаемость также является функцией
частота в некоторых материалах, например, полимерах, прежде всего потому, что
поляризация зависит от частоты.

А
low-k
диэлектрик
представляет собой диэлектрик с низкой диэлектрической проницаемостью или низкой способностью к поляризации
и держи заряд.Диэлектрики с низким k — очень хорошие изоляторы для
изоляция сигнальных проводов друг от друга. Таким образом, low-k
диэлектрики необходимы в очень плотных многослойных ИС, в которых
соединение между очень близкими металлическими линиями необходимо подавить, чтобы предотвратить
снижение производительности устройства.

А
высокий-к
диэлектрик
с другой стороны, имеет высокую диэлектрическую проницаемость.Потому что high-k
диэлектрики хорошо удерживают заряд, они предпочтительнее
диэлектрик для конденсаторов. Диэлектрики High-k также используются в
ячейки памяти, которые хранят цифровые данные в виде заряда.

См. Также:
Диэлектрик

Главная

Авторские права 2005
www.EESemi.com
Все
Права защищены.

.Относительная диэлектрическая проницаемость

— диэлектрическая проницаемость

Диэлектрическая постоянная — также называемая относительной диэлектрической проницаемостью . показывает, насколько легко материал может поляризоваться при наложении электрического поля на изолятор. Относительная диэлектрическая проницаемость — это отношение «диэлектрической проницаемости вещества к диэлектрической проницаемости пространства или вакуума».

Относительная диэлектрическая проницаемость может быть выражена как

ε _r = ε / ε ₀ (1)

, где

ε _r = относительная диэлектрическая проницаемость — или диэлектрическая проницаемость

ε = p эмиттерность s ubstance (C ² / (Н · м ² ))

47 0 p эмиттерность вакуума или свободного пространства (8.854187817 10 ^-12 C ² / (Н · м ² ))

Относительная диэлектрическая проницаемость — ε _r — и диэлектрическая проницаемость — ε — для некоторых веществ . Обратите внимание, что диэлектрическая проницаемость для большинства материалов может изменяться с температурой.

Ацетилхлорид (68 ° F)

Жидкость (-191 ^o C)

(40 ° F)

MgTa ₂ O ₆

900oform (

C)

)

доска

900 88

Материал	Относительная диэлектрическая проницаемость — ε r — 10 -12
Ацетальдегид (41 ° F)	21.8
Уксусная кислота (68 ° F)	6,2
Уксусная кислота (36 ° F)	4,1
Ацетон (77 ° F)	20,7
F)	17,7
Ацетон (32 ° F)	1,0159
Ацетилацетон (68 ° F)	23,1
Ацетилбромид (68109				15.8
Ацетил ацетон (68 ° F)	25,0
Ацетилен (32 ° F)	1.0217
Воздух (сухой) (68 ° F)	1.00010436	1.00010436	1.00010436	1,4
Спирт, промышленный	16-31
Глинозем	9,3-11,5
Бромид алюминия (212 ° F)	3,4
Фторид алюминия	2.2
Янтарь	2,8-2,9
Аммиак (-74 ° F)	25
Аммиак (-30 ° F)	22,0
Аммиак	18,9
Аммиак (69 ° F)	16,5
Анилин (32 ° F)	7,8
Анилин (68 ° F)	7,3
)	5,5
Аралдит	3.6
Аргон (68 ° F)	1.000513
Бакелит	3,5-5,0
Бензол (68 ° F)	2,3
Ткани тела		Бутан (30 ° F)	1,4
Двуокись углерода (68 ° F)	1.000921
Дисульфид углерода	2,6
Кальций	3,0
		5
Масло касторовое	4,7
Керамика, MgNb 2 O 6	21
Керамика, ZnNb 2 O 6	25	28
Керамика, ZnTa 2 O 6	38
Хлор (32 ° F)	2,0
Хлор) )	4.8
Бетон	4,5
Алмаз	5,5 — 10
Эбонит	2,5 — 2,9
Эпоксидная смола (литая)	3,6
C, 77 ° F)	24,3
Этилацетат (77 ° F)	6,0
Этиловый спирт (77 ° F)	24,3
Этиленгликоль	379089	Формамид (20 o C)	84
Фурфурол	42
R12 Дихлордифторметан (70 ° F)	2.4
Стекло	3,7 — 10
Глицерин, жидкий	47-68
Глицерин (77 ° F)	42,5
Гранит	7	7 Графит	10-15
Гуттаперча	4
Твердая бумага, ламинированная	4,5
Гидразин (20 или C)	52
52
2.3
Плавиковая кислота (0 o C)	83,6
Пероксид водорода (25 o C)	60
Лед (-2 o C)	3,2	3,2	3,2	3,2
Изопрен (77 ° F)	2,1
Изоляция высоковольтных кабелей	4,2
Изоляция телефонных кабелей	1,5
Мрамор
Метанол (20109	o C))	33.6
Слюда	2,5 — 7
Минеральное масло (80 ° F)	2,1
Майлар	3,1
Неопрен	6,7	6,7	1.000580
Нейлон	4.0 — 5.0
Масляная бумага	4
Оливковое масло	3
Бумага	2.3
Бумага пропитанная	5
Бумага пропитанная воском	2,5
Парафиновое масло	2,2
Парафиновый воск		2,1-2,5		2,1–2,5
Фенольная смола	8
Плексиглас	3,2
Полиэфирная смола	2,8 — 4,5
Полиэтилен, XLPE	2.2-2,4
Полиамид	2,8
Полимид	3,4
Полипропилен	2,2
Полистирол	3
4
Стекло Pyrex	4,3 — 5,0
Кварц	4,5
Резина	3.0
Соль	3,0 — 15,0
Сапфир	8,9 — 11,1
Шеллак	3,5
Кремнезем	2,510-3,5	2,510-3,5	2,510-3,5
Диоксид кремния	3,9
Кремниевое масло	2,2 — 2,8
Сланец	4
Хлорид натрия	5.6
Мягкий каучук	2,5
Стеатит	6
Сера	3,5
Серная кислота (20 o C)	Полиэтилен	Полиэтилен		2
Тефлон, ПТФЭ	2,1
Диоксид титана	86-173
Трансформаторное масло минеральное	2.2
Трансформаторное масло, растительное	2,5
Скипидар	2,2
Вакуумный	1
Вулканизированные волокна	2,5
Древесина, сухая	2-6

¹⁾ Водная диэлектрическая проницаемость 88 при 0 ^o C (32 ^o F) и уменьшается с повышением температуры.Диэлектрическая проницаемость составляет 80 при 20 ^o C (212 ^o F), и 55,3 при 100 ^o C (212 ^o F).

.