Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Відносна діелектрична проникність



План:


Введення

Відносна діелектрична проникність середовища ε - безрозмірна фізична величина, що характеризує властивості ізолюючої (діелектричної) середовища. Пов'язана з ефектом поляризації діелектриків під дією електричного поля (і з характеризує цей ефект величиною діелектричної сприйнятливості середовища). Величина ε показує, у скільки разів сила взаємодії двох електричних зарядів в середовищі менше, ніж у вакуумі. Відносна діелектрична проникність повітря і більшості інших газів в нормальних умовах близька до одиниці (в силу їх низької щільності). Для більшості твердих або рідких діелектриків відносна діелектрична проникність лежить в діапазоні від 2 до 8 (для статичного поля). Діелектрична постійна води в статичному полі досить висока - близько 80. Великі її значення для речовин з молекулами, що володіють великим електричним диполем. Відносна діелектрична проникність сегнетоелектриків складає десятки і сотні тисяч.


1. Вимірювання

Відносна діелектрична проникність речовини ε r може бути визначена шляхом порівняння ємності тестового конденсатора з даним діелектриком (C x) і ємності того ж конденсатора в вакуумі (C o):

\ Varepsilon_ {r} = \ frac {C_ {x}} {C_ {0}}.

2. Практичне застосування

Діелектрична проникність діелектриків є одним з основних параметрів при розробці електричних конденсаторів. Використання матеріалів з високою діелектричною проникністю дозволяють істотно знизити фізичні розміри конденсаторів.

Ємність конденсаторів визначається:

C = \ varepsilon_r \ varepsilon_0 \ frac S d,

де ε r - діелектрична проникність речовини між обкладками, ε о - електрична постійна, S - площа обкладок конденсатора, d - відстань між обкладками.

Параметр діелектричної проникності враховується при розробці друкованих плат. Значення діелектричної проникності речовини між шарами в поєднанні з його товщиною впливає на величину природної статичної ємності верств харчування, а також суттєво впливає на хвильовий опір провідників на платі.


3. Залежність від частоти

Слід зазначити, що діелектрична проникність в значній мірі залежить від частоти електромагнітного поля. Це слід завжди враховувати, оскільки таблиці довідників зазвичай містять дані для статичного поля або малих частот аж до декількох одиниць кГц без вказівки даного факту. У той же час існують і оптичні методи отримання відносної діелектричної проникності за коефіцієнтом заломлення за допомогою еліпсометрії та рефрактометрів. Отримане оптичним методом (частота 10 ^ 14 Гц) значення буде значно відрізнятися від даних в таблицях.

Розглянемо, наприклад, випадок води. У разі статичного поля (частота дорівнює нулю), відносна діелектрична проникність при нормальних умовах приблизно дорівнює 80. Це має місце аж до інфрачервоних частот. Починаючи приблизно з 2 ГГц ε r починає падати. В оптичному діапазоні ε r становить приблизно 1,8. Це цілком відповідає факту, що в оптичному діапазоні показник заломлення води дорівнює 1,33. [1] У вузькому діапазоні частот, званому оптичним, діелектричне поглинання падає до нуля, що власне і забезпечує людині механізм зору в земній атмосфері, насиченою водяною парою. З подальшим зростанням частоти властивості середовища знову змінюються. Про поведінку відносної діелектричної проникності води в діапазоні частот від 0 до 10 ^ 12 (інфрачервона область) можна прочитати на [1] (англ.)


Примітки

  1. Довідник з елементарної фізики. Кошкін Н.І., Ширкевич М.Г. М.: Наука, 1972. - 256с.

5. Значення діелектричної проникності для деяких речовин

Речовина Хімічна формула Умови вимірювання Характерне значення ε r
Алюміній Al 1 кГц -1300 + 1,3 14 жовтня i
Срібло Ag 1 кГц -85 + 8.10 12 i
Вакуум - - 1
Повітря - Нормальні умови, 0,9 МГц 1,00058986 0,00000050
Вуглекислий газ CO 2 Нормальні умови 1,0009
Тефлон - - 2,1
Нейлон - - 3,2
Поліетилен C 2 H 4 або CH 2 = CH 2 - 2,25
Полістирол [-СН 2-С6 Н 5) Н-] n - 2,4-2,7
Каучук - - 2,4
Бітум - - 2,5-3,0
Сірковуглець CS 2 - 2,6
Парафін З 18 Н 38 - С 35 Н 72 - 2,0-3,0
Папір - - 2,0-3,5
Електроактивні полімери - - 2-12
Ебоніт - - 2,5-3,0
Плексиглас (оргскло) - - 3,5
Кварц SiO 2 - 3,5-4,5
Діоксид кремнію SiO 2 - 3,9
Бакеліт - - 4,5
Бетон - - 4,5
Фарфор - - 4,5-4,7
Скло - - 4,7 (3,7-10)
Склотекстоліт FR-4 - electronix.ru / forum / index.php? showtopic = 58791 - - 4,5-5,2
Гетинакс - - 5-6
Слюда - - 5,7-7,0
Гума - - 7
Полікор 98% Al 2 O 3 - 9,7
Алмаз - - 5,5-10
Кухонна сіль NaCl - 3-15
Графіт C - 10-15
Кераміка - - 10-20
Кремній Si - 11.68
Бор B - 2.01
Аміак NH 3 20 C 17
0 C 20
-40 C 22
-80 C 26
Спирт етиловий C 2 H 5 OH або CH 3-CH 2-OH - 27
Метанол CH 3 OH - 30
Етиленгліколь HO-CH 2-CH 2-OH - 37
Фурфурол C 5 H 4 O 2 - 42
Гліцерин HOCH 2 CH (OH)-CH 2 OH або C 3 H 5 (OH) 3 0 C 41,2
20 C 47
25 C 42,5
Вода H 2 O 200 C 34,5
100 C 55,3
20 C 81
0 C 88
Плавикова кислота HF 0 C 83,6
Формамід HCONH 2 20 C 84
Сірчана кислота H 2 SO 4 20-25 C 84-100
Перекис водню H 2 O 2 -30 C - +25 C 128
Синильна кислота HCN (0-21 C) 158
Двоокис титану TiO 2 - 86-173
Титанат кальцію CaTiO 3 - 170
Титанат стронцію SrTiO 3 - 310
Барій -стронцій титанат - - 500
Титанат барію BaTiO 3 (20-120 C) 1250-10000
Цирконат-титанат свинцю (Pb [Zr x Ti 1-x] O 3, 0 500-6000
Сополімери - - до 100000

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Діелектрична проникність
Абсолютна діелектрична проникність
Відносна вологість
Відносна висота
Магнітна проникність
Діелектрична сприйнятливість
Відносна частота реалізацій експерименту
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru