การอนุญาต การอนุญาต
ค่า ε แสดงจำนวนครั้งของแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างสอง ค่าไฟฟ้าในตัวกลางมีค่าน้อยกว่าในสุญญากาศ ในสื่อไอโซโทรปิก ε มีความสัมพันธ์กับความไวต่ออิเล็กทริก χ โดยความสัมพันธ์: ε = 1 + 4π χ ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของตัวกลางแอนไอโซทรอปิกคือเทนเซอร์ ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกขึ้นอยู่กับความถี่ของสนาม ในสนามไฟฟ้ากำลังแรง ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกเริ่มขึ้นอยู่กับความแรงของสนามไฟฟ้า
การอนุญาตความต่อเนื่องทางไดอิเล็กตริก ซึ่งเป็นปริมาณไร้มิติ e แสดงจำนวนครั้งที่แรงอันตรกิริยา F ระหว่างประจุไฟฟ้าในตัวกลางที่กำหนดนั้นน้อยกว่าแรงอันตรกิริยา F o ในสุญญากาศ:
อี =F โอ /F.
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกแสดงจำนวนครั้งที่สนามถูกลดทอนโดยอิเล็กทริก (ซม.ไดอิเล็คทริค)แสดงให้เห็นคุณสมบัติเชิงปริมาณของอิเล็กทริกที่จะโพลาไรซ์ในสนามไฟฟ้า
ค่าของค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสัมพัทธ์ของสารซึ่งเป็นลักษณะของระดับของความสามารถในการโพลาไรซ์นั้นถูกกำหนดโดยกลไกโพลาไรเซชัน (ซม.โพลาไรซ์)- อย่างไรก็ตามค่าส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสถานะของการรวมตัวของสารเนื่องจากในระหว่างการเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งความหนาแน่นของสารความหนืดและไอโซโทรปีของมันจะเปลี่ยนไปอย่างมีนัยสำคัญ (ซม.ไอโซโทรปี).
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของก๊าซ
สารที่เป็นก๊าซนั้นมีความหนาแน่นต่ำมากเนื่องจากมีระยะห่างระหว่างโมเลกุลมาก ด้วยเหตุนี้โพลาไรเซชันของก๊าซทั้งหมดจึงไม่มีนัยสำคัญและค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของพวกมันใกล้เคียงกับเอกภาพ โพลาไรเซชันของก๊าซอาจเป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์หรือไดโพลล้วนๆ ถ้าโมเลกุลของก๊าซมีขั้ว อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ โพลาไรซ์ทางอิเล็กทรอนิกส์มีความสำคัญอันดับแรก โพลาไรเซชันของก๊าซต่างๆ จะมีมากขึ้น รัศมีของโมเลกุลของก๊าซก็จะมากขึ้น และจะมีตัวเลขใกล้เคียงกับกำลังสองของดัชนีการหักเหของแสงสำหรับก๊าซนี้
การพึ่งพาอาศัยของก๊าซกับอุณหภูมิและความดันถูกกำหนดโดยจำนวนโมเลกุลต่อหน่วยปริมาตรของก๊าซ ซึ่งเป็นสัดส่วนกับความดันและเป็นสัดส่วนผกผันกับอุณหภูมิสัมบูรณ์
อากาศเข้า สภาวะปกติ e =1.0006 และค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิประมาณ 2 10 -6 เค -1 .
ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของไดอิเล็กทริกของเหลว
ไดอิเล็กตริกเหลวอาจประกอบด้วยโมเลกุลที่ไม่มีขั้วหรือขั้ว ค่า e ของของเหลวไม่มีขั้วถูกกำหนดโดยโพลาไรเซชันแบบอิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้นจึงมีค่าน้อย ใกล้กับค่ากำลังสองของการหักเหของแสง และโดยปกติจะไม่เกิน 2.5 การพึ่งพา e ของของเหลวที่ไม่มีขั้วกับอุณหภูมิสัมพันธ์กับการลดลงของจำนวนโมเลกุลต่อหน่วยปริมาตรเช่น ด้วยความหนาแน่นที่ลดลงและค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิใกล้กับค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวเชิงปริมาตรของของเหลว แต่ ต่างกันที่เครื่องหมาย
โพลาไรเซชันของของเหลวที่มีโมเลกุลไดโพลถูกกำหนดพร้อมกันโดยส่วนประกอบทางอิเล็กทรอนิกส์และไดโพล-ผ่อนคลาย ของเหลวดังกล่าวมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงกว่า ค่าโมเมนต์ไฟฟ้าของไดโพลก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น (ซม.ไดโพล)และจำนวนโมเลกุลต่อหน่วยปริมาตรก็จะมากขึ้น การขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในกรณีของของเหลวมีขั้วมีความซับซ้อน
ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของไดอิเล็กทริกที่เป็นของแข็ง
ในของแข็งสามารถรับค่าตัวเลขได้หลากหลายตามลักษณะโครงสร้างที่หลากหลายของอิเล็กทริกที่เป็นของแข็ง ในไดอิเล็กทริกที่เป็นของแข็ง โพลาไรเซชันทุกประเภทเป็นไปได้
ค่า e ที่น้อยที่สุดพบได้ในไดอิเล็กทริกที่เป็นของแข็งซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลที่ไม่มีขั้วและมีเฉพาะโพลาไรซ์ทางอิเล็กทรอนิกส์เท่านั้น
ไดอิเล็กทริกที่เป็นของแข็งซึ่งเป็นผลึกไอออนิกที่มีการอัดแน่นของอนุภาคมีโพลาไรเซชันแบบอิเล็กทรอนิกส์และไอออนิกและมีค่า e ที่อยู่ในช่วงกว้าง (e เกลือสินเธาว์ - 6; อี คอรันดัม - 10; อี rutile - 110; อี แคลเซียมไททาเนต - 150)
e ของแก้วอนินทรีย์ต่างๆ ซึ่งเข้าใกล้โครงสร้างของไดอิเล็กทริกอสัณฐานอยู่ในช่วงค่อนข้างแคบตั้งแต่ 4 ถึง 20
ไดอิเล็กทริกอินทรีย์มีขั้วมีโพลาไรเซชันแบบไดโพล-ผ่อนคลายในสถานะของแข็ง e ของวัสดุเหล่านี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความถี่ของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เป็นส่วนใหญ่ โดยเป็นไปตามกฎเดียวกันกับของเหลวไดโพล
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมพัทธ์
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมพัทธ์ปานกลาง ε - ปริมาณทางกายภาพไร้มิติที่แสดงคุณสมบัติของตัวกลางที่เป็นฉนวน (อิเล็กทริก) เกี่ยวข้องกับผลกระทบของโพลาไรเซชันของไดอิเล็กทริกภายใต้อิทธิพล สนามไฟฟ้า(และด้วยค่าของความไวต่ออิเล็กทริกของตัวกลางที่แสดงถึงลักษณะพิเศษนี้) ค่า ε แสดงจำนวนครั้งที่แรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างประจุไฟฟ้าสองตัวในตัวกลางมีค่าน้อยกว่าในสุญญากาศ ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมพัทธ์ของอากาศและก๊าซอื่น ๆ ส่วนใหญ่ภายใต้สภาวะปกติมีค่าใกล้เคียงกับเอกภาพ (เนื่องจากมีความหนาแน่นต่ำ) สำหรับไดอิเล็กทริกที่เป็นของแข็งหรือของเหลวส่วนใหญ่ ค่าการอนุญาตสัมพัทธ์จะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 2 ถึง 8 (สำหรับสนามคงที่) ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของน้ำในสนามคงที่ค่อนข้างสูง - ประมาณ 80 ค่าของมันสูงสำหรับสารที่มีโมเลกุลที่มีไดโพลไฟฟ้าขนาดใหญ่ ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสัมพัทธ์ของเฟอร์โรอิเล็กทริกคือหลายหมื่นและหลายแสน
การวัด
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมพัทธ์ของสาร ε อาร์สามารถกำหนดได้โดยการเปรียบเทียบความจุของตัวเก็บประจุทดสอบกับอิเล็กทริกที่กำหนด (C x) และความจุของตัวเก็บประจุเดียวกันในสุญญากาศ (C o):
การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของไดอิเล็กทริกเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์หลักในการออกแบบตัวเก็บประจุไฟฟ้า การใช้วัสดุที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงสามารถลดขนาดทางกายภาพของตัวเก็บประจุได้อย่างมาก
กำหนดความจุของตัวเก็บประจุ:
ที่ไหน ε อาร์- ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของสารระหว่างแผ่นเปลือกโลก ε โอ- ค่าคงที่ทางไฟฟ้า ส- พื้นที่ของแผ่นตัวเก็บประจุ ง- ระยะห่างระหว่างแผ่นเปลือกโลก
พารามิเตอร์ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกจะถูกนำมาพิจารณาเมื่อออกแบบแผงวงจรพิมพ์ ค่าของค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของสารระหว่างชั้นเมื่อรวมกับความหนาของมันส่งผลต่อค่าความจุคงที่ตามธรรมชาติของชั้นกำลังและยังส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อลักษณะความต้านทานของตัวนำบนบอร์ด
การพึ่งพาความถี่
ควรสังเกตว่าค่าคงที่ไดอิเล็กทริกส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความถี่ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า สิ่งนี้ควรนำมาพิจารณาเสมอ เนื่องจากตารางอ้างอิงมักจะมีข้อมูลสำหรับสนามคงที่หรือความถี่ต่ำจนถึงไม่กี่ kHz โดยไม่ได้ระบุข้อเท็จจริงนี้ ในเวลาเดียวกัน มีวิธีการทางแสงในการรับค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสัมพัทธ์โดยอิงตามดัชนีการหักเหของแสงโดยใช้เครื่องวัดวงรีและเครื่องวัดการหักเหของแสง ค่าที่ได้รับโดยวิธีออปติคอล (ความถี่ 10-14 Hz) จะแตกต่างอย่างมากจากข้อมูลในตาราง
ขอพิจารณาเรื่องน้ำเป็นตัวอย่าง. ในกรณีของสนามคงที่ (ความถี่เป็นศูนย์) ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสัมพัทธ์ภายใต้สภาวะปกติจะอยู่ที่ประมาณ 80 กรณีนี้เกิดขึ้นจนถึงความถี่อินฟราเรด เริ่มต้นที่ประมาณ 2 GHz ε อาร์เริ่มตก ในช่วงแสง ε อาร์มีค่าประมาณ 1.8 ซึ่งค่อนข้างสอดคล้องกับข้อเท็จจริงที่ว่าในช่วงแสง ดัชนีการหักเหของน้ำคือ 1.33 ในช่วงความถี่แคบที่เรียกว่าออปติคอล การดูดกลืนแสงอิเล็กทริกจะลดลงเหลือศูนย์ ซึ่งจริงๆ แล้วทำให้บุคคลมีกลไกการมองเห็นในชั้นบรรยากาศของโลกที่อิ่มตัวด้วยไอน้ำ เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น คุณสมบัติของตัวกลางจะเปลี่ยนไปอีกครั้ง คุณสามารถอ่านเกี่ยวกับพฤติกรรมของค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสัมพัทธ์ของน้ำในช่วงความถี่ตั้งแต่ 0 ถึง 10 12 (บริเวณอินฟราเรด) ได้ที่ (ภาษาอังกฤษ)
หมายเหตุ
ดูเพิ่มเติม
- ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของสุญญากาศ (ค่าคงที่ทางไฟฟ้า)
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสำหรับสารบางชนิด
| สาร | สูตรเคมี | เงื่อนไขการวัด | ค่าลักษณะของε r |
|---|---|---|---|
| อลูมิเนียม | อัล | 1 กิโลเฮิร์ตซ์ | -1300 + 1.3 10 14 ผม |
| เงิน | อจ | 1 กิโลเฮิร์ตซ์ | -85 + 8 10 12 ผม |
| เครื่องดูดฝุ่น | - | - | 1 |
| อากาศ | - | สภาวะปกติ 0.9 MHz | 1.00058986 ± 0.00000050 |
| คาร์บอนไดออกไซด์ | คาร์บอนไดออกไซด์ | สภาวะปกติ | 1,0009 |
| เทฟล่อน | - | - | 2,1 |
| ไนลอน | - | - | 3,2 |
| เอทิลีน | [-CH 2 -CH 2 -] น | - | 2,25 |
| โพลีสไตรีน | [-CH 2 -C(C 6 H 5)H-] | - | 2,4-2,7 |
| ยาง | - | - | 2,4 |
| น้ำมันดิน | - | - | 2,5-3,0 |
| คาร์บอนไดซัลไฟด์ | ซีเอส 2 | - | 2,6 |
| พาราฟิน | ค 18 น. 38 - ค 35 น. 72 | - | 2,0-3,0 |
| กระดาษ | - | - | 2,0-3,5 |
| โพลีเมอร์ไฟฟ้า | − | − | 2-12 |
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมพัทธ์ตัวกลาง ε เป็นปริมาณทางกายภาพไร้มิติที่แสดงคุณสมบัติของตัวกลางที่เป็นฉนวน (อิเล็กทริก) มีความเกี่ยวข้องกับผลกระทบของโพลาไรเซชันของไดอิเล็กทริกภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า (และด้วยค่าของความไวต่ออิเล็กทริกของตัวกลางที่แสดงถึงลักษณะพิเศษนี้) ค่า ε แสดงจำนวนครั้งที่แรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างประจุไฟฟ้าสองตัวในตัวกลางมีค่าน้อยกว่าในสุญญากาศ ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมพัทธ์ของอากาศและก๊าซอื่น ๆ ส่วนใหญ่ภายใต้สภาวะปกติมีค่าใกล้เคียงกับเอกภาพ (เนื่องจากมีความหนาแน่นต่ำ) สำหรับไดอิเล็กทริกที่เป็นของแข็งหรือของเหลวส่วนใหญ่ ค่าการอนุญาตสัมพัทธ์จะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 2 ถึง 8 (สำหรับสนามคงที่) ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของน้ำในสนามคงที่ค่อนข้างสูง - ประมาณ 80 ค่าของมันสูงสำหรับสารที่มีโมเลกุลที่มีไดโพลไฟฟ้าขนาดใหญ่ ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสัมพัทธ์ของเฟอร์โรอิเล็กทริกคือหลายหมื่นและหลายแสน
การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของไดอิเล็กทริกเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์หลักในการออกแบบตัวเก็บประจุไฟฟ้า การใช้วัสดุที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงสามารถลดขนาดทางกายภาพของตัวเก็บประจุได้อย่างมาก
พารามิเตอร์ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกจะถูกนำมาพิจารณาเมื่อออกแบบแผงวงจรพิมพ์ ค่าของค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของสารระหว่างชั้นเมื่อรวมกับความหนาของมันส่งผลต่อค่าความจุคงที่ตามธรรมชาติของชั้นกำลังและยังส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อลักษณะความต้านทานของตัวนำบนบอร์ด
การพึ่งพาความถี่
ควรสังเกตว่าค่าคงที่ไดอิเล็กทริกส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความถี่ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า สิ่งนี้ควรนำมาพิจารณาเสมอ เนื่องจากตารางอ้างอิงมักจะมีข้อมูลสำหรับสนามคงที่หรือความถี่ต่ำจนถึงไม่กี่ kHz โดยไม่ได้ระบุข้อเท็จจริงนี้ ในเวลาเดียวกัน มีวิธีการทางแสงในการรับค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสัมพัทธ์โดยอิงตามดัชนีการหักเหของแสงโดยใช้เครื่องวัดวงรีและเครื่องวัดการหักเหของแสง ค่าที่ได้รับโดยวิธีออปติคอล (ความถี่ 10-14 Hz) จะแตกต่างอย่างมากจากข้อมูลในตาราง
ขอพิจารณาเรื่องน้ำเป็นตัวอย่าง. ในกรณีของสนามคงที่ (ความถี่เป็นศูนย์) ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสัมพัทธ์ภายใต้สภาวะปกติจะอยู่ที่ประมาณ 80 กรณีนี้เกิดขึ้นจนถึงความถี่อินฟราเรด เริ่มต้นที่ประมาณ 2 GHz ε อาร์เริ่มตก ในช่วงแสง ε อาร์มีค่าประมาณ 1.8 ซึ่งค่อนข้างสอดคล้องกับข้อเท็จจริงที่ว่าในช่วงแสง ดัชนีการหักเหของน้ำคือ 1.33 ในช่วงความถี่แคบที่เรียกว่าออปติคอล การดูดกลืนแสงอิเล็กทริกจะลดลงเหลือศูนย์ ซึ่งจริงๆ แล้วทำให้บุคคลมีกลไกการมองเห็นในชั้นบรรยากาศของโลกที่อิ่มตัวด้วยไอน้ำ เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น คุณสมบัติของตัวกลางจะเปลี่ยนไปอีกครั้ง
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสำหรับสารบางชนิด
| สาร | สูตรเคมี | เงื่อนไขการวัด | ค่าลักษณะของε r |
|---|---|---|---|
| อลูมิเนียม | อัล | 1 กิโลเฮิร์ตซ์ | -1300 + 1.3แม่แบบ:Ei |
| เงิน | อจ | 1 กิโลเฮิร์ตซ์ | -85 + 8แม่แบบ:Ei |
| เครื่องดูดฝุ่น | - | - | 1 |
| อากาศ | - | สภาวะปกติ 0.9 MHz | 1.00058986 ± 0.00000050 |
| คาร์บอนไดออกไซด์ | คาร์บอนไดออกไซด์ | สภาวะปกติ | 1,0009 |
| เทฟล่อน | - | - | 2,1 |
| ไนลอน | - | - | 3,2 |
| เอทิลีน | [-CH 2 -CH 2 -] น | - | 2,25 |
| โพลีสไตรีน | [-CH 2 -C(C 6 H 5)H-] | - | 2,4-2,7 |
| ยาง | - | - | 2,4 |
| น้ำมันดิน | - | - | 2,5-3,0 |
| คาร์บอนไดซัลไฟด์ | ซีเอส 2 | - | 2,6 |
| พาราฟิน | ค 18 น. 38 - ค 35 น. 72 | - | 2,0-3,0 |
| กระดาษ | - | - | 2,0-3,5 |
| โพลีเมอร์ไฟฟ้า | − | − | 2-12 |
| ไม้มะเกลือ | (ค 6 ชม 9 ส) 2 | − | 2,5-3,0 |
| ลูกแก้ว (ลูกแก้ว) | - | - | 3,5 |
| ควอตซ์ | SiO2 | - | 3,5-4,5 |
| ซิลิคอนไดออกไซด์ | SiO2 | − | 3,9 |
| เบกาไลท์ | - | - | 4,5 |
| คอนกรีต | − | − | 4,5 |
| เครื่องลายคราม | − | − | 4,5-4,7 |
| กระจก | − | − | 4,7 (3,7-10) |
| ไฟเบอร์กลาส FR-4 | - | - | 4,5-5,2 |
| เกติแนกซ์ | - | - | 5-6 |
การอนุญาตสื่อ - ปริมาณทางกายภาพที่แสดงคุณสมบัติของตัวกลางที่เป็นฉนวน (อิเล็กทริก) และแสดงการพึ่งพาของการเหนี่ยวนำไฟฟ้ากับความแรงของสนามไฟฟ้า
ถูกกำหนดโดยผลของโพลาไรเซชันของไดอิเล็กทริกภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า (และด้วยค่าของความไวต่ออิเล็กทริกของตัวกลางที่แสดงถึงลักษณะพิเศษนี้)
มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมพัทธ์และสัมบูรณ์
ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสัมพัทธ์ ε ไม่มีมิติและแสดงว่าแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างประจุไฟฟ้าสองตัวในตัวกลางมีกี่ครั้งที่น้อยกว่าในสุญญากาศ ค่าของอากาศและก๊าซอื่นๆ ส่วนใหญ่ภายใต้สภาวะปกตินี้มีค่าใกล้เคียงกัน (เนื่องจากมีความหนาแน่นต่ำ) สำหรับไดอิเล็กทริกที่เป็นของแข็งหรือของเหลวส่วนใหญ่ ค่าการอนุญาตสัมพัทธ์จะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 2 ถึง 8 (สำหรับสนามคงที่) ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของน้ำในสนามคงที่ค่อนข้างสูง - ประมาณ 80 ค่าของมันมีขนาดใหญ่สำหรับสารที่มีโมเลกุลที่มีโมเมนต์ไดโพลไฟฟ้าขนาดใหญ่ ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสัมพัทธ์ของเฟอร์โรอิเล็กทริกคือหลายหมื่นและหลายแสน
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมบูรณ์ในวรรณคดีต่างประเทศแสดงด้วยตัวอักษร ในวรรณคดีในประเทศมีการใช้การรวมกันเป็นส่วนใหญ่ ε ε 0 (\displaystyle ~(\varepsilon )(\varepsilon )_(0)), ค่าคงที่ทางไฟฟ้าอยู่ที่ไหน ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมบูรณ์จะใช้ในระบบหน่วยสากล (SI) เท่านั้น ซึ่งวัดความเหนี่ยวนำและความแรงของสนามไฟฟ้าในหน่วยต่างๆ ในระบบ SGS ไม่จำเป็นต้องแนะนำค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมบูรณ์ ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมบูรณ์ (เช่น ค่าคงที่ทางไฟฟ้า) มีมิติ L −3 M −1 T 4 I² ในหน่วยระบบสากลของหน่วย (SI): [ ε 0 (\displaystyle ~(\varepsilon )_(0))]= / .
YouTube สารานุกรม
-
1 / 5
โดยทั่วไปแล้ว ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกคือเทนเซอร์ที่กำหนดจากความสัมพันธ์ต่อไปนี้ (ใช้แบบแผนของไอน์สไตน์ในสัญลักษณ์):
D i = ε 0 ε ฉัน j E j (\displaystyle ~D_(i)=\varepsilon _(0)\varepsilon _(ij)E_(j)) D = ε a E (\displaystyle ~\mathbf (D) =(\boldสัญลักษณ์ (\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)\คณิตศาสตร์bf (e)_(3))- เวกเตอร์ความแรงของสนามไฟฟ้า 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)\คณิตศาสตร์bf (e)_(3))- เวกเตอร์ของการเหนี่ยวนำไฟฟ้า ε a = ε 0 ((ε a) i j) (\displaystyle ~(\boldสัญลักษณ์ (\varepsilon ))_(a)=\varepsilon _(0)((\varepsilon _(a))_(ij)))- เทนเซอร์ของค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมบูรณ์E = E 0 e i ω t ⇒ ∂ E ∂ t = i ω E (\displaystyle ~\mathbf (E) =\mathbf (E) _(0)e^(i\omega t)\ \Rightarrow \ (\frac (\บางส่วน \mathbf (E) )(\บางส่วน t))=i\โอเมก้า \mathbf (E) )
การวัด
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมพัทธ์ของสาร ε อาร์สามารถกำหนดได้โดยการเปรียบเทียบความจุของตัวเก็บประจุทดสอบกับอิเล็กทริกที่กำหนด (C x) และความจุของตัวเก็บประจุเดียวกันในสุญญากาศ (C o):
ε ร = ค x ค 0 .การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ
(\displaystyle \varepsilon _(r)=(\frac (C_(x))(C_(0))).)
กำหนดความจุของตัวเก็บประจุ:
ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของไดอิเล็กทริกเป็นหนึ่งในตัวแปรหลักในการพัฒนาตัวเก็บประจุไฟฟ้า การใช้วัสดุที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงสามารถลดขนาดทางกายภาพของตัวเก็บประจุได้อย่างมากที่ไหน ε อาร์- ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของสารระหว่างแผ่นเปลือกโลก ε โอ C = ε r ε 0 S d , (\displaystyle C=\varepsilon _(r)\varepsilon _(0)(\frac (S)(d)),) ส- พื้นที่ของแผ่นตัวเก็บประจุ ง- ระยะห่างระหว่างแผ่นเปลือกโลก
- ค่าไฟฟ้า คงที่