Kas ir dielektriskā konstante. Gaisa kā fiziska lieluma dielektriskā konstante

Relatīvā dielektriskā konstante vide ε - bezizmēra fiziskais daudzums, kas raksturo izolācijas (dielektriskās) vides īpašības. Saistīts ar reibumā esošo dielektriķu polarizācijas efektu elektriskais lauks(un ar šo efektu raksturojošās vides dielektriskās jutības vērtību). Vērtība ε parāda, cik reižu ir mijiedarbības spēks starp diviem elektriskie lādiņi vidē ir mazāks nekā vakuumā. Radinieks caurlaidība gaiss un lielākā daļa citu gāzu normāli apstākļi tuvu vienotībai (to zemā blīvuma dēļ). Lielākajai daļai cieto vai šķidro dielektriķu relatīvā caurlaidība svārstās no 2 līdz 8 (statiskajam laukam). Ūdens dielektriskā konstante statiskā laukā ir diezgan augsta - aptuveni 80. Tās vērtības ir lielas vielām ar molekulām, kurām ir liels elektriskais dipols. Feroelektriķu relatīvā dielektriskā konstante ir desmiti un simti tūkstošu.

Praktisks pielietojums

Dielektriķu dielektriskā konstante ir viens no galvenajiem parametriem elektrisko kondensatoru projektēšanā. Materiālu ar augstu dielektrisko konstanti izmantošana var ievērojami samazināties fiziskie izmēri kondensatori.

Izstrādājot iespiedshēmas plates, tiek ņemts vērā dielektriskās konstantes parametrs. Vielas dielektriskās konstantes vērtība starp slāņiem kombinācijā ar tās biezumu ietekmē jaudas slāņu dabiskās statiskās kapacitātes vērtību, kā arī būtiski ietekmē vadu raksturīgo pretestību uz plates.

Frekvences atkarība

Jāatzīmē, ka dielektriskā konstante lielā mērā ir atkarīga no elektriskās frekvences magnētiskais lauks. Tas vienmēr ir jāņem vērā, jo atsauces tabulās parasti ir dati par statisku lauku vai zemām frekvencēm līdz dažām kHz vienībām, nenorādot šis fakts. Tajā pašā laikā ir optiskas metodes relatīvās dielektriskās konstantes iegūšanai, pamatojoties uz refrakcijas indeksu, izmantojot elipsometrus un refraktometrus. Ar optisko metodi iegūtā vērtība (frekvence 10-14 Hz) būtiski atšķirsies no tabulās norādītajiem datiem.

Apsveriet, piemēram, ūdens gadījumu. Statiskā lauka gadījumā (nulles frekvence) relatīvā dielektriskā konstante normālos apstākļos ir aptuveni 80. Tas attiecas uz infrasarkanajām frekvencēm. Sākot no aptuveni 2 GHz ε r sāk krist. Optiskajā diapazonā ε r ir aptuveni 1,8. Tas pilnībā atbilst faktam, ka optiskajā diapazonā ūdens laušanas koeficients ir 1,33. Šaurā frekvenču diapazonā, ko sauc par optisko, dielektriskā absorbcija samazinās līdz nullei, kas faktiski nodrošina cilvēku ar redzes mehānismu. zemes atmosfēra piesātināts ar ūdens tvaikiem. Turpinot palielināt frekvenci, barotnes īpašības atkal mainās.

Dažu vielu dielektriskās konstantes vērtības

Viela	Ķīmiskā formula	Mērīšanas nosacījumi	ε r raksturīgā vērtība
Alumīnijs	Al	1 kHz	-1300 + 1,3 Veidne:Ei
Sudrabs	Ag	1 kHz	-85 + 8Veidne:Ei
Vakuums	-	-	1
Gaiss	-	Normāli apstākļi, 0,9 MHz	1,00058986 ± 0,00000050
Oglekļa dioksīds	CO2	Normāli apstākļi	1,0009
teflons	-	-	2,1
Neilons	-	-	3,2
Polietilēns	[-CH2-CH2-] n	-	2,25
Polistirols	[-CH2-C(C6H5)H-] n	-	2,4-2,7
Gumija	-	-	2,4
Bitumens	-	-	2,5-3,0
Oglekļa disulfīds	CS 2	-	2,6
Parafīns	C 18 N 38 – C 35 N 72	-	2,0-3,0
Papīrs	-	-	2,0-3,5
Elektroaktīvie polimēri	−	−	2-12
Ebonīts	(C6H9S) 2	−	2,5-3,0
Plexiglas (plexiglass)	-	-	3,5
Kvarcs	SiO2	-	3,5-4,5
Silīcija dioksīds	SiO2	−	3,9
Bakelīts	-	-	4,5
Betons	−	−	4,5
Porcelāns	−	−	4,5-4,7
Stikls	−	−	4,7 (3,7-10)
Stikla šķiedra FR-4	-	-	4,5-5,2
Getinax	-	-	5-6
Vizla	-	-	7,5
Gumija	−	−	7
Polycor	98% Al 2 O 3	-	9,7
Dimants	−	−	5,5-10
Galda sāls	NaCl	−	3-15
Grafīts	C	−	10-15
Keramika	−	−	10-20
Silīcijs	Si	−	11.68
Bor	B	−	2.01
Amonjaks	NH 3	20°C	17
		0 °C	20
		-40 °C	22
		–80 °C	26
Etilspirts	C2H5OH vai CH3-CH2-OH	−	27
Metanols	CH3OH	−	30
Etilēnglikols	HO-CH2-CH2-OH	−	37
Furfurols	C5H4O2	−	42

VIRTUĀLAIS LABORATORIJAS DARBS Nr.3 ON

CIETVIELAS FIZIKA

Ieviešanas vadlīnijas laboratorijas darbi Nr.3 sadaļā “Cietvielu” fizika visu mācību formu tehnisko specialitāšu studentiem

Krasnojarska 2012

Recenzents

Fizikas un matemātikas zinātņu kandidāts, asociētais profesors O.N. Bandurina

(Sibīrijas Valsts aviācijas un kosmosa universitāte

nosaukts akadēmiķa M.F. Rešetņevs)

Publicēts ar IKT metodiskās komisijas lēmumu

Pusvadītāju dielektriskās konstantes noteikšana. Virtuālais laboratorijas darbs Nr.3 par cietvielu fiziku: Laboratorijas darbu veikšanas vadlīnijas Nr.3 “Cietvielu” fizikas sadaļā tehnikuma studentiem. speciālists. visas izglītības formas / sastādītājs: A.M. Harkova; Sib. valsts aviācija univ. – Krasnojarska, 2012. – 21 lpp.

Sibīrijas valsts aviācija

Universitāte nosaukta akadēmiķa M.F. Rešetņeva, 2012

Ievads……………………………………………………………………………………………4

Uzņemšana laboratorijas darbā……………………………………………………………4

Laboratorijas darbu sagatavošana aizstāvēšanai…………………………………………4

Pusvadītāju dielektriskās konstantes noteikšana…………........5

Metodes teorija…………………………………………………………………………………......5

Dielektriskās konstantes mērīšanas metodika…………………..……..11

Mērījumu rezultātu apstrāde………………………………………………………16

Pārbaudes jautājumi…………………………………………………………….17

Pārbaude………………………………………………………………………………….17

Atsauces……………………………………………………………………………………20

Pielikums……………………………………………………………………………………………21

IEVADS

Dati vadlīnijas satur laboratorijas darbu aprakstus, kuros tiek izmantoti virtuālie modeļi no kursa “Cietvielu fizika”.

Uzņemšana laboratorijas darbā:

Vada skolotājs grupās ar katra skolēna personīgu aptauju. Uzņemšanai:

1) Katrs students vispirms sagatavo savus personīgos pierakstus šim laboratorijas darbam;

2) Skolotājs individuāli pārbauda piezīmju noformējumu un uzdod jautājumus par teoriju, mērīšanas paņēmieniem, uzstādīšanu un rezultātu apstrādi;

3) Students atbild uzdotie jautājumi;

4) Skolotājs ļauj skolēnam strādāt un parakstās uz skolēna piezīmēm.

Laboratorijas darbu sagatavošana aizstāvēšanai:

Pilnībā pabeigtam un aizstāvēšanai sagatavotam darbam jāatbilst šādām prasībām:

Visu punktu aizpildīšana: visi nepieciešamo vērtību aprēķini, visas tabulas aizpildītas ar tinti, visi grafiki uzzīmēti utt.

Grafikiem jāatbilst visām skolotāja prasībām.

Visām tabulās norādītajām vērtībām ir jāuzraksta atbilstošā mērvienība.

Secinājumi par katru grafiku tika reģistrēti.

Atbilde tika uzrakstīta noteiktajā formā.

Secinājumi, kas balstīti uz atbildi, tika ierakstīti.

PUSVADĪTĀJU DIELEKTRISKĀS NEPĀRTRAUKTĪBAS NOTEIKŠANA

Metodes teorija

Polarizācija ir dielektriķa spēja polarizēties elektriskā lauka ietekmē, t.i. mainīt savienoto lādēto dielektrisko daļiņu atrašanās vietu telpā.

Vissvarīgākā dielektriķu īpašība ir to spēja iziet elektrisko polarizāciju, t.i. elektriskā lauka ietekmē ierobežotā attālumā notiek lādētu daļiņu vai molekulu virzīta pārvietošanās. Elektriskā lauka ietekmē tiek pārvietoti lādiņi gan polārajās, gan nepolārajās molekulās.

Ir vairāk nekā ducis dažādi veidi polarizācija. Apskatīsim dažus no tiem:

1. Elektroniskā polarizācija ir elektronu orbītu nobīde attiecībā pret pozitīvi lādētu kodolu. Tas sastopams visos jebkuras vielas atomos, t.i. visos dielektriķos. Elektroniskā polarizācija tiek noteikta 10 -15 -10 -14 s laikā.

2. Jonu polarizācija– pretēji lādētu jonu pārvietošanās viens pret otru vielās ar jonu saites. Tās izveidošanas laiks ir 10 -13 -10 -12 s. Elektroniskā un jonu polarizācija ir vieni no momentānās vai deformācijas polarizācijas veidiem.

3. Dipola vai orientācijas polarizācija dipolu orientācijas dēļ elektriskā lauka virzienā. Polārajiem dielektriķiem ir dipola polarizācija. Tās izveidošanas laiks ir 10 -10 -10 -6 s. Dipola polarizācija ir viens no lēnas vai relaksācijas polarizācijas veidiem.

4. Migrācijas polarizācija novērots neviendabīgos dielektriķos, kuros elektriskie lādiņi uzkrājas uz neviendabīguma apgabala robežas. Migrācijas polarizācijas noteikšanas procesi ir ļoti lēni un var notikt dažu minūšu un pat stundu laikā.

5. Jonu relaksācijas polarizācija izraisa pārmērīga vāji saistītu jonu pārnešana elektriskā lauka ietekmē attālumos, kas pārsniedz režģa konstanti. Jonu relaksācijas polarizācija izpaužas dažās kristāliskās vielās piemaisījumu klātbūtnē jonu veidā vai brīvā kristāliskā režģa iepakojumā. Tās izveidošanas laiks ir 10 -8 -10 -4 s.

6. Elektroniskā relaksācijas polarizācija rodas pārmērīgu "defektu" elektronu vai "caurumu" dēļ, ko ierosina siltumenerģija. Šāda veida polarizācija, kā likums, izraisa augstu dielektrisko konstanti.

7. Spontāna polarizācija– spontāna polarizācija, kas notiek dažās vielās (piemēram, Rošela sālī) noteiktā temperatūras diapazonā.

8. Elastīgā-dipola polarizācija saistīta ar dipolu elastīgo rotāciju mazos leņķos.

9. Atlikušā polarizācija– polarizācija, kas dažās vielās (elektretos) saglabājas ilgu laiku pēc elektriskā lauka noņemšanas.

10. Rezonanses polarizācija. Ja elektriskā lauka frekvence ir tuva dipolu svārstību dabiskajai frekvencei, tad var palielināties molekulu vibrācijas, kas novedīs pie rezonanses polarizācijas parādīšanās dipola dielektrikā. Rezonanses polarizācija tiek novērota frekvencēs, kas atrodas infrasarkanās gaismas reģionā. Īstam dielektriķim vienlaikus var būt vairāki polarizācijas veidi. Tiek noteikta viena vai cita veida polarizācijas rašanās fizikālās un ķīmiskās īpašības vielas un izmantoto frekvenču diapazonu.

Galvenie parametri:

ε – dielektriskā konstante– materiāla polarizācijas spējas mērs; tas ir lielums, kas parāda, cik reižu elektrisko lādiņu mijiedarbības spēks noteiktā materiālā ir mazāks nekā vakuumā. Dielektriķa iekšpusē parādās lauks, kas ir vērsts pretī ārējam.

Ārējā lauka intensitāte, salīdzinot ar vienādu lādiņu lauku vakuumā, vājina ε reizes, kur ε ir relatīvā dielektriskā konstante.

Ja vakuumu starp kondensatora plāksnēm aizstāj ar dielektriķi, tad polarizācijas rezultātā kapacitāte palielinās. Tas ir pamats vienkāršai dielektriskās konstantes definīcijai:

kur C 0 ir kondensatora kapacitāte, starp kura plāksnēm ir vakuums.

C d ir tā paša kondensatora kapacitāte ar dielektriķi.

Izotropās vides dielektrisko konstanti ε nosaka sakarība:

(2)

kur χ ir dielektriskā jutība.

D = tan δ – dielektrisko zudumu tangenss

Dielektriskie zudumi - zaudējumiem elektriskā enerģija, ko izraisa strāvu plūsma dielektriķos. Izšķir caurvades strāvu I sk.pr, ko izraisa neliels skaits viegli kustīgu jonu dielektriķos, un polarizācijas strāvas. Ar elektronisko un jonu polarizāciju polarizācijas strāvu sauc par nobīdes strāvu I cm, tā ir ļoti īslaicīga, un to nereģistrē instrumenti. Strāvas, kas saistītas ar lēniem (relaksācijas) polarizācijas veidiem, sauc par absorbcijas strāvām I abs. Vispārīgā gadījumā kopējo strāvu dielektrikā definē šādi: I=I abs +I sk.pr. Pēc polarizācijas noteikšanas kopējā strāva būs vienāda ar: I=I rms. Ja pastāvīgā laukā sprieguma ieslēgšanas un izslēgšanas brīdī rodas polarizācijas strāvas, un kopējo strāvu nosaka saskaņā ar vienādojumu: I = I sk.pr, tad mainīgā laukā polarizācijas strāvas rodas brīdī sprieguma polaritātes izmaiņas. Tā rezultātā zudumi dielektrikā mainīgā laukā var būt ievērojami, īpaši, ja pielietotā sprieguma puscikls tuvojas polarizācijas izveidošanas laikam.

Attēlā 1(a) parāda ķēdi, kas līdzvērtīga kondensatoram ar dielektrisku, kas atrodas maiņstrāvas ķēdē. Šajā shēmā kondensators ar reālu dielektriķi, kuram ir zudumi, tiek aizstāts ar ideālu kondensatoru C ar paralēlu aktīvo pretestību R. Attēlā. Attēlā 1(b) parādīta aplūkojamās ķēdes strāvu un spriegumu vektordiagramma, kur U ir ķēdes spriegums; I ak – aktīvā strāva; I r – reaktīvā strāva, kas fāzē ir par 90° priekšā aktīvajai komponentei; I ∑ - kopējā strāva. Šajā gadījumā: I а =I R =U/R un I р =I C =ωCU, kur ω ir mainīgā lauka cirkulārā frekvence.

Rīsi. 1. (a) – diagramma; (b) – strāvu un spriegumu vektoru diagramma

Dielektriskā zuduma leņķis ir leņķis δ, kas līdz 90° papildina fāzes nobīdes leņķi φ starp strāvu I ∑ un spriegumu U kapacitatīvā ķēdē. Zudumus dielektriķos mainīgā laukā raksturo dielektrisko zudumu tangenss: tan δ=I a /I r.

Robežvērtības Dielektrisko zudumu tangenss augstfrekvences dielektriķiem nedrīkst pārsniegt (0,0001 - 0,0004), bet zemfrekvences dielektriķiem - (0,01 - 0,02).

ε un tan δ atkarības no temperatūras T un frekvences ω

Materiālu dielektriskie parametri dažādās pakāpēs ir atkarīgi no temperatūras un frekvences. Liels daudzums dielektriskie materiāli neļauj aptvert visu atkarību no šiem faktoriem pazīmes.

Tāpēc attēlā. 2 (a, b) attēlo vispārīgas tendences, kas raksturīgas dažām galvenajām grupām, t.i. Dotas tipiskās dielektriskās konstantes ε atkarības no temperatūras T (a) un frekvences ω (b).

Rīsi. 2. Dielektriskās konstantes reālās (εʹ) un iedomātās (εʺ) daļas frekvences atkarība orientācijas relaksācijas mehānisma klātbūtnē.

Kompleksā dielektriskā konstante. Relaksācijas procesu klātbūtnē ir ērti rakstīt dielektrisko konstanti kompleksā formā. Ja Debye formula ir derīga polarizējamībai:

(3)

kur τ ir relaksācijas laiks, α 0 ir statistiskā orientācijas polarizējamība. Tad, pieņemot, ka vietējais lauks ir vienāds ar ārējo, mēs iegūstam (SGS):

εʹ un εʺ atkarības no reizinājuma ωτ grafiki ir parādīti attēlā. 2. Ņemiet vērā, ka εʹ (ε reālā daļa) samazināšanās notiek tuvu εʺ maksimumam (ε iedomātā daļa).

Šī εʹ un εʺ izmaiņu gaita ar frekvenci kalpo kā biežs vairāk piemērs kopējais rezultāts, saskaņā ar kuru εʹ(ω) uz frekvenci ietver arī εʺ(ω) atkarību no frekvences. SI sistēmā 4π jāaizstāj ar 1/ε 0.

Pielietotā lauka ietekmē molekulas nepolārā dielektrikā tiek polarizētas, kļūstot par dipoliem ar inducētu dipola momentu μ Un, proporcionāls lauka intensitātei:

(5)

Polārajā dielektrikā polārās molekulas dipola moments μ parasti ir vienāds ar tās pašas μ0 un inducētās μ vektora summu. Un mirkļi:

(6)

Šo dipolu radītā lauka intensitāte ir proporcionāla dipola momentam un apgriezti proporcionāla attāluma kubam.

Nepolāriem materiāliem parasti ε = 2 – 2,5 un nav atkarīgs no frekvences līdz ω ≈10 12 Hz. ε atkarība no temperatūras ir saistīta ar to, ka tai mainoties, mainās cietvielu lineārie izmēri un šķidro un gāzveida dielektriķu tilpumi, kas maina molekulu skaitu n uz tilpuma vienību.

un attālumus starp tiem. Izmantojot dielektriķu teorijā zināmās attiecības F=n\μ Un Un F=ε 0 (ε - 1)E, Kur F– materiāla polarizācija, nepolāriem dielektriķiem mums ir:

(7)

Kad E=const arī μ Un= const un temperatūras izmaiņas ε ir saistītas tikai ar n izmaiņām, kas ir temperatūras Θ lineāra funkcija, arī atkarība ε = ε(Θ) ir lineāra. Polārajiem dielektriķiem nav analītisko atkarību, un parasti tiek izmantotas empīriskas.

1) Paaugstinoties temperatūrai, dielektriķa tilpums palielinās un dielektriskā konstante nedaudz samazinās. ε samazinājums ir īpaši jūtams nepolāro dielektriķu mīkstināšanas un kušanas periodā, kad to tilpums ievērojami palielinās. Ņemot vērā augsta frekvence elektronu cirkulācija orbītās (10 15–10 16 Hz), laiks, lai izveidotu elektroniskās polarizācijas līdzsvara stāvokli, ir ļoti īss, un nepolāro dielektriķu caurlaidība ε nav atkarīga no lauka frekvences parasti. izmantotais frekvenču diapazons (līdz 10 12 Hz).

2) Paaugstinoties temperatūrai, vājinās saites starp atsevišķiem joniem, kas atvieglo to mijiedarbību ārējā lauka ietekmē un tas noved pie jonu polarizācijas un dielektriskās konstantes ε palielināšanās. Īsā laika dēļ, kas nepieciešams, lai noteiktu jonu polarizācijas stāvokli (apmēram 10 13 Hz, kas atbilst jonu vibrāciju dabiskajai frekvencei kristāla režģis) ārējā lauka frekvences izmaiņām parastajos darbības diapazonos praktiski nav ietekmes uz ε vērtību jonu materiālos.

3) Polāro dielektriķu dielektriskā konstante ir ļoti atkarīga no ārējā lauka temperatūras un frekvences. Paaugstinoties temperatūrai, palielinās daļiņu kustīgums un samazinās to savstarpējās mijiedarbības enerģija, t.i. to orientācija tiek atvieglota ārējā lauka ietekmē - palielinās dipola polarizācija un dielektriskā konstante. Tomēr šis process turpinās tikai līdz noteiktai temperatūrai. Tālāk paaugstinoties temperatūrai, caurlaidība ε samazinās. Tā kā dipolu orientācija lauka virzienā tiek veikta termiskās kustības procesā un caur termisko kustību, polarizācijas noteikšana prasa ievērojamu laiku. Šis laiks ir tik ilgs, ka mainīgos augstas frekvences laukos dipoliem nav laika orientēties pa lauku, un caurlaidība ε samazinās.

Dielektriskās konstantes mērīšanas metodika

Kondensatora jauda. Kondensators ir divu ar dielektriķi atdalītu vadītāju (plākšņu) sistēma, kuras biezums ir mazs, salīdzinot ar vadītāju lineārajiem izmēriem. Piemēram, divas plakanas metāla plāksnes, kas novietotas paralēli un atdalītas ar dielektrisko slāni, veido kondensatoru (3. att.).

Ja plakanā kondensatora plāksnēm tiek doti vienādi lielumi pretēja zīme, tad elektriskā lauka stiprums starp plāksnēm būs divreiz lielāks par lauka intensitāti vienā plāksnē:

(8)

kur ε ir dielektriskā dielektriskā konstante, kas aizpilda telpu starp plāksnēm.

Fiziskais daudzums, ko nosaka uzlādes koeficients q vienu no kondensatora plāksnēm uz potenciālu starpību Δφ starp kondensatora plāksnēm sauc kondensatora kapacitāte:

(9)

SI elektriskās jaudas mērvienība - Farads(F). Kondensatoram ar jaudu 1 F ir potenciālu starpība starp tā plāksnēm, kas vienāda ar 1 V, ja uz plāksnēm tiek pievadīti atšķirīgi lādiņi 1 C: 1 F = 1 C/1 V.

Paralēlā plākšņu kondensatora kapacitāte. Plakanā kondensatora elektriskās jaudas aprēķināšanas formulu var iegūt, izmantojot izteiksmi (8). Faktiski lauka stiprums ir: E= φ/εε 0 = q/εε 0 S, Kur S- plāksnes laukums. Tā kā lauks ir vienmērīgs, potenciālu starpība starp kondensatora plāksnēm ir vienāda ar: φ 1 – φ 2 = Ed = qd/εε 0 S, Kur d- attālums starp plāksnēm. Aizvietojot formulu (9), iegūstam plakana kondensatora elektriskās jaudas izteiksmi:

(10)

Kur ε 0 - gaisa dielektriskā konstante; S- kondensatora plāksnes laukums, S=hl, Kur h- plāksnes platums, l- tā garums; d- attālums starp kondensatora plāksnēm.

Izteiksme (10) parāda, ka kondensatora elektrisko kapacitāti var palielināt, palielinot laukumu S tā pārsegus, samazinot attālumu d starp tiem un dielektriķu izmantošanu ar lielas vērtības dielektriskā konstante ε.

Rīsi. 3. Kondensators ar tajā ievietotu dielektriķi

Ja starp kondensatora plāksnēm ievieto dielektrisko plāksni, kondensatora kapacitāte mainīsies. Jāapsver iespēja starp kondensatora plāksnēm novietot dielektrisko plāksni.

Apzīmēsim: d c – gaisa spraugas biezums, d m – dielektriskās plāksnes biezums, l B ir kondensatora gaisa daļas garums, l m ir ar dielektriķi piepildītās kondensatora daļas garums, ε m ir materiāla dielektriskā konstante. Ņemot vērā to l = l in + l m, a d = d in + d m, tad šīs iespējas var apsvērt šādos gadījumos:

Gadījumā l in = 0, d pie = 0 mums ir kondensators ar cietu dielektriķi:

(11)

No klasiskās makroskopiskās elektrodinamikas vienādojumiem, kas balstīti uz Maksvela vienādojumiem, izriet, ka, ievietojot dielektriķi vājā mainīgā laukā, kas mainās atbilstoši harmonikas likumam ar frekvenci ω, kompleksās caurlaidības tensors iegūst šādu formu:

(12)

kur σ ir vielas optiskā vadītspēja, εʹ ir vielas dielektriskā konstante, kas saistīta ar dielektriķa polarizāciju. Izteiksmi (12) var samazināt līdz nākamais skats:

kur iedomātais termins ir atbildīgs par dielektriskajiem zudumiem.

Praksē tiek mērīts C - plakana kondensatora formas parauga kapacitāte. Šim kondensatoram ir raksturīgs dielektrisko zudumu tangenss:

tgδ=ωCR c (14)

vai kvalitātes faktors:

Q c = 1/ tanδ (15)

kur R c ir pretestība, galvenokārt atkarīga no dielektriskajiem zudumiem. Šo raksturlielumu mērīšanai ir vairākas metodes: dažādas tiltu metodes, mērījumi ar izmērītā parametra pārvēršanu laika intervālā utt. .

Mērot šajā darbā kapacitāti C un dielektrisko zudumu tangensu D = tanδ, mēs izmantojām uzņēmuma GOOD WILL INSTRUMENT Co Ltd izstrādāto paņēmienu. Mērījumi tika veikti ar precīzas immitances mērītāju - LCR-819-RLC. Ierīce ļauj izmērīt kapacitāti diapazonā no 20 pF līdz 2,083 mF, zudumu tangensu diapazonā no 0,0001 līdz 9999 un izmantot novirzes lauku. Iekšējā nobīde līdz 2 V, ārējā nobīde līdz 30 V. Mērījumu precizitāte ir 0,05%. Testa signāla frekvence 12 Hz -100 kHz.

Šajā darbā mērījumi tika veikti ar frekvenci 1 kHz temperatūras diapazonā 77 K< T < 270 К в нулевом магнитном поле и в поле 5 kOe. Образцы для измерений имели форму параллелепипеда с размерами 2*3*4 мм (х=0.1), где d = 2 мм – толщина образца, площадь грани S = 3*4 мм 2 .

Lai iegūtu temperatūras atkarības, šūnu ar paraugu ievieto dzesēšanas šķidruma (slāpekļa) plūsmā, kas tiek izlaista caur siltummaini, kuras temperatūru iestata sildītājs. Sildītāja temperatūru kontrolē termostats. Atsauksmes no temperatūras mērītāja līdz termostatam ļauj iestatīt temperatūras mērīšanas ātrumu vai to stabilizēt. Temperatūras kontrolei izmanto termopāri. Šajā darbā temperatūra mainījās ar ātrumu 1 grāds/min. Šī metode ļauj izmērīt temperatūru ar kļūdu 0,1 grādi.

Mērelementu ar tai pievienoto paraugu ievieto plūsmas kriostatā. Šūna ir savienota ar LCR mērītāju ar ekranētiem vadiem caur savienotāju kriostata vāciņā. Kriostats ir novietots starp FL-1 elektromagnēta poliem. Magnēta barošanas avots ļauj iegūt magnētiskos laukus līdz 15 kOe. Magnētiskā lauka intensitātes H mērīšanai tiek izmantots termiski stabilizēts Hola sensors ar elektronikas bloku. Lai stabilizētu magnētisko lauku, starp barošanas avotu un magnētiskā lauka mērītāju ir atgriezeniskā saite.

Izmērītās kapacitātes C un zudumu tangensas D = tan δ vērtības ir saistītas ar vēlamo fizisko lielumu εʹ un εʺ vērtībām ar šādām sakarībām:

(16)

(17)

№	C(pF)	Re(ε’)	T (°K)	iedegums δ	Qc	Im (ε)	ω (Hz)	σ (ω)
	3,805	71,66		0,075	13,33	5,375	10 3
	3,838			0,093
	3,86			0,088
	3,849			0,094
	3,893			0,106
	3,917			0,092
	3,951			0,103
	3,824			0,088
	3,873			0,105
	3,907			0,108
	3,977			0,102
	4,031			0,105
	4,062			0,132
	4,144			0,109
	4,24			0,136
	4,435			0,175
	4,553			0,197
	4,698			0,233
	4,868			0,292
	4,973			0,361
	5,056			0,417
	5,164			0,491
	5,246			0,552
	5,362			0,624
	5,453			0,703
	5,556			0,783
	5,637			0,867
	5,738			0,955
	5,826			1,04
	5,902			1,136

Tabula Nr.1. Gd x Mn 1-x S, (x=0,1).

Dielektriskś ķīmiskā iekļūšaná jaudu vide - fizikāls lielums, kas raksturo izolējošās (dielektriskās) vides īpašības un parāda elektriskās indukcijas atkarību no elektriskā lauka intensitātes.

To nosaka dielektriķu polarizācijas ietekme elektriskā lauka ietekmē (un ar šo efektu raksturojošās vides dielektriskās jutības vērtību).

Ir relatīvās un absolūtās dielektriskās konstantes.

Relatīvā dielektriskā konstante ε ir bezizmēra un parāda, cik reižu mijiedarbības spēks starp diviem elektriskajiem lādiņiem vidē ir mazāks nekā vakuumā. Šī vērtība gaisam un lielākajai daļai citu gāzu normālos apstākļos ir tuvu vienībai (to zemā blīvuma dēļ). Lielākajai daļai cieto vai šķidro dielektriķu relatīvā caurlaidība svārstās no 2 līdz 8 (statiskajam laukam). Ūdens dielektriskā konstante statiskā laukā ir diezgan augsta - aptuveni 80. Tās vērtības ir lielas vielām ar molekulām, kurām ir liels elektriskais dipola moments. Feroelektriķu relatīvā dielektriskā konstante ir desmiti un simti tūkstošu.

Absolūto dielektrisko konstanti ārzemju literatūrā apzīmē ar burtu ε, pārsvarā tiek lietota kombinācija, kur ir elektriskā konstante. Absolūtā dielektriskā konstante tiek izmantota tikai Starptautiskajā vienību sistēmā (SI), kurā indukciju un elektriskā lauka stiprumu mēra dažādās vienībās. SGS sistēmā nav jāievieš absolūtā dielektriskā konstante. Absolūtās dielektriskās konstantes (tāpat kā elektriskās konstantes) izmērs ir L −3 M −1 T 4 I². Starptautiskās mērvienību sistēmas (SI) mērvienībās: =F/m.

Jāņem vērā, ka dielektriskā konstante lielā mērā ir atkarīga no elektromagnētiskā lauka frekvences. Tas vienmēr ir jāņem vērā, jo atsauces tabulās parasti ir dati par statisku lauku vai zemām frekvencēm līdz dažiem kHz, nenorādot šo faktu. Tajā pašā laikā ir optiskas metodes relatīvās dielektriskās konstantes iegūšanai, pamatojoties uz refrakcijas indeksu, izmantojot elipsometrus un refraktometrus. Ar optisko metodi iegūtā vērtība (frekvence 10-14 Hz) būtiski atšķirsies no tabulās norādītajiem datiem.

Apsveriet, piemēram, ūdens gadījumu. Statiskā lauka gadījumā (nulles frekvence) relatīvā dielektriskā konstante normālos apstākļos ir aptuveni 80. Tas attiecas uz infrasarkanajām frekvencēm. Sākot no aptuveni 2 GHz ε r sāk krist. Optiskajā diapazonā ε r ir aptuveni 1,8. Tas pilnībā atbilst faktam, ka optiskajā diapazonā ūdens laušanas koeficients ir 1,33. Šaurā frekvenču diapazonā, ko sauc par optisko, dielektriskā absorbcija samazinās līdz nullei, kas faktiski nodrošina cilvēku ar redzes mehānismu [ avots nav norādīts 1252 dienas] ar ūdens tvaikiem piesātinātā zemes atmosfērā. Turpinot palielināt frekvenci, barotnes īpašības atkal mainās. Par ūdens relatīvās dielektriskās konstantes uzvedību frekvenču diapazonā no 0 līdz 10 12 (infrasarkanais apgabals) varat lasīt (angļu valodā)

Dielektriķu dielektriskā konstante ir viens no galvenajiem parametriem elektrisko kondensatoru izstrādē. Materiālu ar augstu dielektrisko konstanti izmantošana var ievērojami samazināt kondensatoru fiziskos izmērus.

Kondensatoru kapacitāti nosaka:

Kur ε r- vielas dielektriskā konstante starp plāksnēm, ε O- elektriskā konstante, S- kondensatora plākšņu laukums, d- attālums starp plāksnēm.

Izstrādājot iespiedshēmas plates, tiek ņemts vērā dielektriskās konstantes parametrs. Vielas dielektriskās konstantes vērtība starp slāņiem kombinācijā ar tās biezumu ietekmē jaudas slāņu dabiskās statiskās kapacitātes vērtību, kā arī būtiski ietekmē vadu raksturīgo pretestību uz plates.

PRETESTĪBA elektriskā, fiziskais lielums vienāds ar elektrisko pretestību ( cm. ELEKTRISKĀ IZTURĪBA) Vienības garuma (l = 1 m) un vienības šķērsgriezuma laukuma (S = 1 m 2) cilindriska vadītāja R.. r = R S/l. Si izteiksmē pretestības mērvienība ir omi. m pretestību var izteikt arī omi. cm pretestība ir materiāla īpašība, caur kuru plūst strāva, un ir atkarīga no materiāla, no kura tā ir izgatavota. Pretestība vienāda ar r = 1 oms. m nozīmē, ka cilindrisks vadītājs, kas izgatavots no no šī materiāla, garums l = 1 m un ar šķērsgriezuma laukumu S = 1 m 2 ir pretestība R = 1 Ohm. m Metālu pretestības vērtība ( cm. METĀLI), kas ir labi diriģenti ( cm. DIRIĢENTI), var būt vērtības 10 - 8 - 10 - 6 omi. m (piemēram, varš, sudrabs, dzelzs utt.). Dažu cieto dielektriķu pretestība ( cm. DIELEKTRISKI) var sasniegt vērtību 10 16 -10 18 Ohm.m (piemēram, kvarca stikls, polietilēns, elektroporcelāns utt.). Daudzu materiālu (īpaši pusvadītāju materiālu) pretestības vērtība cm. PUSVADĪTĀJU MATERIĀLI)) lielā mērā ir atkarīga no to attīrīšanas pakāpes, leģējošu piedevu klātbūtnes, termiskās un mehāniskās apstrādes utt. Vērtību s, pretestības apgriezto vērtību sauc vadītspēja: s = 1/r Īpatnējo vadītspēju mēra siemensos ( cm. SIEMENS (vadītspējas vienība)) uz metru S/m. Elektriskā pretestība (vadītspēja) ir skalārais lielums izotropai vielai; un tenzors - anizotropai vielai. Anizotropos monokristālos elektriskās vadītspējas anizotropija ir apgrieztās efektīvās masas anizotropijas sekas ( cm. EFEKTĪVĀ MASA) elektroni un caurumi.

1-6. IZOLĀCIJAS ELEKTRISKĀ VADĪTĪBA

Ieslēdzot kabeļa vai stieples izolāciju pastāvīgs spriegums Caur to iet U a strāva i, kas mainās atkarībā no laika (1.-3. att.). Šai strāvai ir nemainīgas sastāvdaļas - vadīšanas strāva (i ∞) un absorbcijas strāva, kur γ ir absorbcijas strāvai atbilstošā vadītspēja; T ir laiks, kurā strāva i abs samazinās līdz 1/e no sākotnējās vērtības. Bezgalīgi ilgu laiku i abs →0 un i = i ∞. Dielektriķu elektrovadītspēja ir izskaidrojama ar to, ka tajos ir noteikts daudzums brīvi lādētu daļiņu: jonu un elektronu.

Vairumam elektroizolācijas materiālu raksturīgākā iezīme ir jonu elektrovadītspēja, kas iespējama izolācijā neizbēgami esošo piesārņotāju (mitruma piemaisījumu, sāļu, sārmu u.c.) dēļ. Dielektrikā ar jonu vadītspēju tiek stingri ievērots Faradeja likums - proporcionalitāte starp elektroenerģijas daudzumu, kas iet caur izolāciju, un vielas daudzumu, kas izdalās elektrolīzes laikā.

Paaugstinoties temperatūrai, elektroizolācijas materiālu pretestība samazinās, un to raksturo formula

kur_ρ o, A un B ir konkrēta materiāla konstantes; T - temperatūra, °K.

Lielāka izolācijas pretestības atkarība no mitruma rodas ar higroskopiskiem izolācijas materiāliem, galvenokārt šķiedrainiem (papīrs, kokvilnas dzija utt.). Tāpēc šķiedru materiāli tiek žāvēti un impregnēti, kā arī aizsargāti ar mitrumizturīgiem apvalkiem.

Izolācijas pretestība var samazināties, palielinoties spriegumam, jo ​​izolācijas materiālos veidojas telpas lādiņi. Šajā gadījumā radītā papildu elektroniskā vadītspēja palielina elektrovadītspēju. Ļoti spēcīgos laukos ir vadītspējas atkarība no sprieguma (Ya. I. Frenkel likums):

kur γ o - vadītspēja iekšā vāji lauki; a ir nemainīgs. Visiem elektroizolācijas materiāliem ir raksturīgas noteiktas izolācijas vadītspējas vērtības G. Ideālā gadījumā izolācijas materiālu vadītspēja ir nulle. Īstiem izolācijas materiāliem vadītspēju uz kabeļa garuma vienību nosaka pēc formulas

Kabeļos, kuru izolācijas pretestība ir lielāka par 3-10 11 omi-m, un sakaru kabeļos, kur dielektriskās polarizācijas zudumi ir ievērojami lielāki par siltuma zudumiem, vadītspēju nosaka pēc formulas

Izolācijas vadītspēja sakaru tehnoloģijā ir līnijas elektriskais parametrs, kas raksturo enerģijas zudumus kabeļu serdeņu izolācijā. Vadītspējas vērtības atkarība no frekvences ir parādīta attēlā. 1-1. Vadītspējas apgrieztā vērtība, izolācijas pretestība, ir izolācijai pievadītā līdzstrāvas sprieguma (voltos) attiecība pret noplūdes spriegumu (ampēros), t.i.

kur R V ir tilpuma izolācijas pretestība, kas skaitliski nosaka šķērsli, ko rada strāvas pāreja caur izolācijas biezumu; R S - virsmas pretestība, kas nosaka šķērsli strāvas pārejai pa izolācijas virsmu.

Praktisks izmantoto izolācijas materiālu kvalitātes novērtējums ir īpatnējā tilpuma pretestība ρ V, kas izteikta omi-centimetros (ohm*cm). Skaitliski ρ V ir vienāds ar pretestību (omos) kubam ar 1 cm malu, kas izgatavots no dotā materiāla, ja strāva iet cauri divām pretējām kuba malām. Īpatnējā virsmas pretestība ρ S ir skaitliski vienāda ar kvadrāta virsmas pretestību (omos), ja strāva tiek piegādāta elektrodiem, kas norobežo šī kvadrāta divas pretējās malas.

Viendzīslas kabeļa vai stieples izolācijas pretestību nosaka pēc formulas

Dielektriķu mitruma īpašības

Mitrumizturība - tā ir izolācijas uzticamība, ja tā atrodas ūdens tvaiku atmosfērā, kas ir tuvu piesātinājumam. Mitrumizturību novērtē pēc elektrisko, mehānisko un citu fizikālo īpašību izmaiņām pēc materiāla atrašanās atmosfērā ar augstu un augstu mitruma līmeni; par mitruma un ūdens caurlaidību; par mitruma un ūdens absorbciju.

Mitruma caurlaidība - materiāla spēja pārnest mitruma tvaikus relatīvā gaisa mitruma atšķirības klātbūtnē abās materiāla pusēs.

Mitruma absorbcija - materiāla spēja sorbēt ūdeni, ilgstoši pakļaujoties mitrā atmosfērā, kas ir tuvu piesātinājuma stāvoklim.

Ūdens absorbcija - materiāla spēja absorbēt ūdeni, ilgstoši iegremdējot ūdenī.

Tropu pretestība un tropikalizācija iekārtas – elektroiekārtu aizsardzība no mitruma, pelējuma, grauzējiem.

Dielektriķu termiskās īpašības

Lai raksturotu dielektriķu termiskās īpašības, tiek izmantoti šādi lielumi.

Karstumizturība– elektrisko izolācijas materiālu un izstrādājumu spēja izturēt augstu temperatūru un pēkšņas temperatūras izmaiņas, nekaitējot tiem. Nosaka pēc temperatūras, kurā novērojamas būtiskas mehānisko un elektrisko īpašību izmaiņas, piemēram, organiskajos dielektriķos sākas stiepes vai lieces deformācija zem slodzes.

Siltumvadītspēja– siltuma pārneses process materiālā. To raksturo eksperimentāli noteikts siltumvadītspējas koeficients λ t t ir siltuma daudzums, kas vienā sekundē tiek pārnests caur 1 m biezu materiāla slāni, kura virsmas laukums ir 1 m 2 ar temperatūras starpību starp virsmām. slānis 1 °K. Dielektriķu siltumvadītspējas koeficients atšķiras plašā diapazonā. Vismazākās λ t vērtības ir gāzes, poraini dielektriķi un šķidrumi (gaisam λ t = 0,025 W/(m K), ūdenim λ t = 0,58 W/(m K)), augstas vērtības ir kristāliski dielektriķi (kristāliskajam kvarcam λ t = 12,5 W/(m K)). Dielektriķu siltumvadītspējas koeficients ir atkarīgs no to struktūras (kausētam kvarcam λ t = 1,25 W/(m K)) un temperatūras.

Termiskā izplešanās Dielektriķus novērtē pēc lineārās izplešanās temperatūras koeficienta: . Materiāliem ar zemu siltuma izplešanos, kā likums, ir augstāka siltuma pretestība un otrādi. Organisko dielektriķu termiskā izplešanās ievērojami (desmitiem un simtiem reižu) pārsniedz neorganisko dielektriķu izplešanos. Tāpēc no neorganiskajiem dielektriķiem izgatavoto detaļu izmēru stabilitāte temperatūras svārstību laikā ir ievērojami augstāka, salīdzinot ar organiskajām.

1. Absorbcijas strāvas

Absorbcijas strāvas ir dažāda veida lēnas polarizācijas nobīdes strāvas. Absorbcijas strāvas pie pastāvīga sprieguma plūsmas dielektrikā līdz līdzsvara stāvokļa izveidošanai, mainot to virzienu, kad spriegums tiek ieslēgts un izslēgts. Ar mainīgu spriegumu absorbcijas strāvas plūst visu laiku, kamēr dielektriķis atrodas elektriskajā laukā.

Vispār elektriskā strāva j dielektrikā ir caurejošās strāvas summa j sk un absorbcijas strāva j ab

j = j sk + j ab.

Absorbcijas strāvu var noteikt ar nobīdes strāvu j cm - elektriskās indukcijas vektora izmaiņu ātrums D

Caurstrāvu nosaka dažādu lādiņnesēju pārnešana (kustība) elektriskajā laukā.

2. Elektroniskā elektrovadītspēju raksturo elektronu kustība lauka ietekmē. Papildus metāliem tas ir ogleklis, metālu oksīdos, sulfīdos un citās vielās, kā arī daudzos pusvadītājos.

3. Jonu - ko izraisa jonu kustība. To novēro elektrolītu – sāļu, skābju, sārmu šķīdumos un kausējumos, kā arī daudzos dielektriķos. To iedala iekšējā un piemaisījumu vadītspējā. Iekšējā vadītspēja ir saistīta ar disociācijas laikā iegūto jonu kustību molekulas. Jonu kustību elektriskajā laukā pavada elektrolīze – vielas pārvietošana starp elektrodiem un izdalīšanās uz elektrodiem. Polārie šķidrumi ir vairāk disociēti un tiem ir lielāka elektrovadītspēja nekā nepolāriem šķidrumiem.

Nepolāros un vāji polāros šķidrajos dielektriķos (minerāleļļas, silikona šķidrumi) elektrisko vadītspēju nosaka piemaisījumi.

4. Molona elektriskā vadītspēja - ko izraisa lādētu daļiņu kustība sauc molions. To novēro koloidālās sistēmās, emulsijās , suspensijas . Molionu kustību elektriskā lauka ietekmē sauc elektroforēze. Elektroforēzes laikā, atšķirībā no elektrolīzes, neveidojas dispersās fāzes relatīvā koncentrācija dažādos šķidruma slāņos. Elektroforētiskā vadītspēja tiek novērota, piemēram, eļļās, kas satur emulģētu ūdeni.

Vielas polarizējamības līmeni raksturo īpaša vērtība, ko sauc par dielektrisko konstanti. Apskatīsim, kāda ir šī vērtība.

Pieņemsim, ka vienmērīga lauka intensitāte starp divām lādētām plāksnēm vakuumā ir vienāda ar E₀. Tagad aizpildīsim plaisu starp tām ar jebkuru dielektrisku. kas tā polarizācijas dēļ parādās pie robežas starp dielektriķi un vadītāju, daļēji neitralizē lādiņu ietekmi uz plāksnēm. Spriedze E no šī lauka spriedze E₀ kļūs mazāka.

Pieredze liecina, ka, secīgi piepildot spraugu starp plāksnēm ar vienādiem dielektriķiem, lauka intensitāte būs atšķirīga. Tāpēc, zinot elektriskā lauka intensitātes attiecības vērtību starp plāksnēm, ja nav dielektriķa E₀ un ja ir dielektrisks E, var noteikt tā polarizējamību, t.i. tā dielektriskā konstante. Šo daudzumu parasti apzīmē grieķu burtsԑ (epsilons). Tāpēc mēs varam rakstīt:

Dielektriskā konstante parāda, cik reizes mazāk šo lādiņu būs dielektrikā (viendabīgā) nekā vakuumā.

Lādiņu mijiedarbības spēka samazināšanos izraisa vides polarizācijas procesi. Elektriskā laukā elektroni atomos un molekulās tiek reducēti attiecībā pret joniem, un t.i. parādās. tās molekulas, kurām ir savs dipola moments (īpaši ūdens molekulas), ir orientētas elektriskajā laukā. Šie momenti rada savu elektrisko lauku, iedarbojoties pret lauku, kas izraisīja to parādīšanos. Tā rezultātā kopējais elektriskais lauks samazinās. Mazos laukos šī parādība tiek aprakstīta, izmantojot dielektriskās konstantes jēdzienu.

Zemāk ir dielektriskā konstante vakuumā dažādas vielas:

Gaiss…………………………………1.0006

Parafīns………………………………2

Plexiglas (plexiglass)……3-4

Ebonīts………………………………………4

Porcelāns………………………………..7

Stikls………………………………………..4-7

Vizla…………………………………..….4-5

Dabīgais zīds............4-5

Šīferis........................6-7

Dzintars…………………12.8

Ūdens…………………………………………….81

Šīs vielu dielektriskās konstantes vērtības attiecas uz apkārtējās vides temperatūru diapazonā no 18 līdz 20 °C. Tātad, dielektriskā konstante cietvielas nedaudz mainās atkarībā no temperatūras, izņemot feroelektriskos elementus.

Gluži pretēji, gāzēm tas samazinās, palielinoties temperatūrai, un palielinās, palielinoties spiedienam. Praksē tas tiek uztverts kā viens.

Piemaisījumi iekšā mazos daudzumos maz ietekmē šķidrumu dielektriskās konstantes līmeni.

Ja dielektrikā ievieto divus patvaļīgus punktveida lādiņus, tad katra no šiem lādiņiem radītais lauka stiprums otra lādiņa vietā samazinās ԑ reizes. No tā izriet, ka spēks, ar kādu šie lādiņi mijiedarbojas viens ar otru, ir arī reizes mazāks. Tāpēc lādiņiem, kas ievietoti dielektrikā, to izsaka ar formulu:

F = (q₁q₂)/(4π–ₐr²),

kur F ir mijiedarbības spēks, q₁ un q₂ ir lādiņu lielums, ԑ ir vides absolūtā dielektriskā konstante, r ir attālums starp punktveida lādiņiem.

ԑ vērtību var skaitliski parādīt relatīvās vienībās (attiecībā pret vakuuma absolūtās dielektriskās caurlaidības vērtību ԑ₀). Vērtību ԑ = ԑₐ/ԑ₀ sauc par relatīvo dielektrisko konstanti. Tas atklāj, cik reižu mijiedarbība starp lādiņiem bezgalīgā viendabīgā vidē ir vājāka nekā vakuumā; ԑ = ԑₐ/ԑ₀ bieži sauc par komplekso dielektrisko konstanti. Daudzuma ԑ₀ skaitliskā vērtība, kā arī tā dimensija ir atkarīga no tā, kura mērvienību sistēma ir izvēlēta; un ԑ vērtība nav atkarīga. Tātad SGSE sistēmā ԑ₀ = 1 (šī ceturtā pamatvienība); SI sistēmā vakuuma dielektrisko konstanti izsaka:

ԑ₀ = 1/(4π˖9˖10⁹) farads/metrs = 8,85˖10⁻¹² f/m (šajā sistēmā ԑ₀ ir atvasināts lielums).

Atļautība- tas ir viens no galvenajiem parametriem, kas raksturo dielektriķu elektriskās īpašības. Citiem vārdiem sakot, tas nosaka, cik labs ir konkrēta materiāla izolators.

Dielektriskās konstantes vērtība parāda dielektrikā esošās elektriskās indukcijas atkarību no elektriskā lauka intensitātes, kas uz to iedarbojas. Turklāt tā vērtību ietekmē ne tikai fizikālās īpašības pats materiāls vai vide, bet arī lauka frekvence. Parasti atsauces grāmatās ir norādīta vērtība, kas izmērīta statiskam vai zemas frekvences laukam.

Ir divu veidu dielektriskās konstantes: absolūtā un relatīvā.

Relatīvā dielektriskā konstante parāda pētāmā materiāla izolējošo (dielektrisko) īpašību attiecību pret līdzīgām vakuuma īpašībām. Tas raksturo vielas izolācijas īpašības gāzveida, šķidrā vai cietā stāvoklī. Tas ir, tas ir piemērojams gandrīz visiem dielektriķiem. Relatīvās dielektriskās konstantes vērtība gāzveida stāvoklī esošām vielām, kā likums, ir robežās no 1. Šķidrumiem un cietām vielām tā var būt ļoti plašā diapazonā – no 2 un gandrīz līdz bezgalībai.

Piemēram, relatīvā dielektriskā konstante saldūdens ir vienāds ar 80, bet feroelektriķiem – desmitiem vai pat simtiem vienību atkarībā no materiāla īpašībām.

Absolūtā dielektriskā konstante ir nemainīga vērtība. Tas raksturo konkrētas vielas vai materiāla izolācijas īpašības neatkarīgi no tā atrašanās vietas un ārējiem faktoriem, kas to ietekmē.

Lietošana

Dielektriskā konstante vai drīzāk tās vērtības tiek izmantotas jaunu elektronisko komponentu, jo īpaši kondensatoru, izstrādē un projektēšanā. Nākotnes izmēri un elektriskās īpašības sastāvdaļa. Šī vērtība tiek ņemta vērā arī, izstrādājot veselumu elektriskās diagrammas(īpaši augstfrekvences elektronikā) un pat