Адносная дыэлектрычная пранікальнасць

Не блытаць з Дыэлектрычная пранікальнасць.

Адносная дыэлектрычная пранікальнасць асяроддзя ${\displaystyle \varepsilon }$ - беспамерная фізічная велічыня, якая характарызуе ўласцівасці ізалявальнага (дыэлектрычнага) асяроддзя. Звязана з эфектам палярызацыі дыэлектрыкаў пад дзеяннем электрычнага поля (і з характарызуе гэты эфект велічынёй дыэлектрычнай успрымальнасці асяроддзя). Велічыня ${\displaystyle \varepsilon }$ паказвае, у колькі разоў сіла ўзаемадзеяння двух электрычных зарадаў у асяроддзі менш, чым у вакууме. Адносная дыэлектрычная пранікальнасць паветра і большасці іншых газаў у нармальных умовах блізкая да адзінкі (у сілу іх нізкай шчыльнасці). Для большасці цвёрдых або вадкіх дыэлектрыкаў адносная дыэлектрычная пранікальнасць ляжыць у дыяпазоне ад 2 да 8 (для статычнага поля). Дыэлектрычная пастаянная вады ў статычным поле досыць высокая - каля 80. Вялікія яе значэнне для рэчываў з малекуламі, якія валодаюць вялікім электрычным дыпольным момантам. Адносная дыэлектрычная пранікальнасць сегнетаэлектрыкаў складае дзесяткі і сотні тысяч.

Вымярэнне

Адносная дыэлектрычная пранікальнасць рэчывы ${\displaystyle \varepsilon _{r}}$ можа быць вызначана шляхам параўнання ёмістасці тэставага кандэнсатара з дадзеным дыэлектрыкам (${\displaystyle C_{x}}$) і ёмістасці таго ж кандэнсатара ў вакууме (${\displaystyle C_{o}}$):

${\displaystyle \varepsilon _{r}={\frac {C_{x}}{C_{0}}}.}$

Практычнае прымяненне

Дыэлектрычная пранікальнасць дыэлектрыкаў з'яўляецца адным з асноўных параметраў пры распрацоўцы электрычных кандэнсатараў. Выкарыстанне матэрыялаў з высокай дыэлектрычнай пранікальнасцю дазваляюць істотна знізіць фізічныя памеры кандэнсатараў.

Ёмістасць кандэнсатараў вызначаецца:

${\displaystyle C=\varepsilon _{r}\varepsilon _{0}{\frac {S}{d}},}$

дзе ${\displaystyle \varepsilon _{r}}$ - дыэлектрычная пранікальнасць рэчыва паміж абкладкамі, ${\displaystyle \varepsilon _{0}}$ - электрычная пастаянная, ${\displaystyle S}$ - плошча абкладак кандэнсатара, ${\displaystyle d}$ - адлегласць паміж абкладкамі.

Параметр дыэлектрычнай пранікальнасці ўлічваецца пры распрацоўцы друкаваных плат. Значэнне дыэлектрычнай пранікальнасці рэчывы паміж пластамі ў спалучэнні з яго таўшчынёй ўплывае на велічыню натуральнай статычнай ёмістасці слаёў сілкавання, а таксама істотна ўплывае на хвалевае супраціўленне праваднікоў на плаце.

Залежнасць ад частаты

Варта адзначыць, што дыэлектрычная пранікальнасць ў значнай ступені залежыць ад частаты электрамагнітнага поля. Гэта варта заўсёды ўлічваць, паколькі табліцы даведнікаў звычайна ўтрымліваюць дадзеныя для статычнага поля або малых частот аж да некалькіх адзінак кГц без ўказанні дадзенага факту. У той жа час існуюць і аптычныя метады атрымання адноснай дыэлектрычнай пранікальнасці па каэфіцыенту праламлення пры дапамозе эліпсаметраў і рэфрактаметраў. Атрыманае аптычным метадам (частата 10¹⁴ Гц) значэнне будзе значна адрознівацца ад дадзеных у табліцах.

Разгледзім, напрыклад, выпадак вады. У выпадку статычнага поля (частата роўная нулю), адносная дыэлектрычная пранікальнасць пры нармальных умовах прыблізна роўная 80. Гэта мае месца аж да інфрачырвоных частот. Пачынаючы прыкладна з 2 Ггц ${\displaystyle \varepsilon _{r}}$ пачынае падаць. У аптычным дыяпазоне ${\displaystyle \varepsilon _{r}}$ складае прыблізна 1,8. Гэта цалкам адпавядае факце, што ў аптычным дыяпазоне паказчык праламлення вады роўны 1,33. ^[1] У вузкім дыяпазоне частот, званым аптычным, дыэлектрычнае паглынанне падае да нуля, што ўласна і забяспечвае чалавеку механізм гледжання у зямной атмасферы, насычанай вадзяной парай. З наступным ростам частаты уласцівасці асяроддзя зноў змяняюцца. Аб паводзінах адноснай дыэлектрычнай пранікальнасці вады ў дыяпазоне частот ад 0 да 10¹² (інфрачырвоная вобласць) можна прачытаць на Архівавана 19 мая 2011.://www1.lsbu.ac.uk/water/microwave.html%5D%20(англ.)(недаступная спасылка) [http://www1.lsbu.ac.uk/water/microwave.html Архівавана 29 ліпеня 2013. Архівавана 29 ліпеня 2013.] (англ.)

Зноскі

1. Справочник по элементарной физике. Кошкин Н. И., Ширкевич М. Г. М.: Наука, 1972. — 256с.

Гл. таксама

• Дыэлектрычная пранікальнасць
• Дыэлектрычная ўспрымальнасць

Спасылкі

• Характеристики FR-4 на 3—4 ГГц и проблема расчёта импеданса проводников с учётом процесса изготовления печатной платы