Suhteline dielektriline läbitavus

Allikas: Vikipeedia
Mõnede materjalide suhtelised dielektrilised läbitavused toatemperatuuril 1 kHz sagedusega raadiolainete jaoks [1]
Material ε
Vaakum 1 (definitsiooni järgi)
Õhk 1,00058986 ± 0,00000050
(normaaltingimustel 0,9 MHz jaoks),[2]
PTFE/Teflon 2,1
Polüetüleen 2,25
Polüimiid 3,4
Polüpropüleen 2,2–2,36
Polüstüreen 2,4–2,7
Süsinikdisulfiid 2,6
Paber 3,85
Elektroaktiivsed polümeerid 2–12
Ränidioksiid 3,9 [3]
Betoon 4,5
Klaas 4,7 (3,7–10)
Kumm 7
Teemant 5,5–10
Keedusool 3–15
Grafiit 10–15
Räni 11,68
Ammoonium 26, 22, 20, 17
(−80, −40, 0, 20 °C)
Metanool 30
Etüleenglükool 37
Furfuraal 42,0
Glütserool 41,2, 47, 42,5
(0, 20, 25 °C)
Vesi 88, 80,1, 55,3, 34,5
(0, 20, 100, 200 °C)
Nähtava valguse jaoks: 1,77
Vesinikfluoriidhape 83,6 (0 °C)
Formamiid 84,0 (20 °C)
Väävelhape 84–100
(20–25 °C)
Vesinikperoksiid 128 aq–60
(−30–25 °C)
Sinihape 158,0–2,3
(0–21 °C)
Titaandioksiid 86–173
Strontsiumtitanaat 310
Baarium-strontsiumtitanaat 500
Baariumtitanaat 1250 – 10 000
(20–120 °C)
Plii-tsirkonaattitanaat 500–6000
Conjugated polymers 1,8-6 kuni 100 000[4]
Kaltsium-vasktitanaat >250 000[5]

Suhteline dielektriline läbitavus ehk keskkonna dielektriline läbitavus on dimensioonitu füüsikaline suurus, mis näitab, mitu korda on elektrivälja tugevus homogeenses materjalis väiksem väljatugevusest vaakumis.

Suhtelist dielektrilist läbitavus tähistatakse tavaliselt sümboliga ε. See on defineeritud järgmise valemi abil:

kus εa on konkreetse keskkonna absoluutne dielektriline läbitavus ja ε0vaakumi absoluutne dielektriline läbitavus.

Ajas muutuva elektrivälja juhul sõltub suhteline dielektriline läbitavus ka sagedusest. Sagedusest sõltuv dielektriline läbitavus on kompleksarvuline suurus, kusjuures dielektrilise läbitavuse argument kirjeldab faasinihkeid.

Mõõtmine[muuda | muuda lähteteksti]

Kondensaatori mahtuvus on võrdeline (suhtelise) dielektrilise läbitavusega. Näiteks plaatkondensaatori mahtuvus avaldub kujul

kus S on kondensaatori ühe plaadi pindala, d – plaatidevaheline kaugus ja ε – plaatidevahelise dielektriku suhteline dielektriline läbitavus. Dielektriku vahetamisel muutub seega ka kondensaatori mahtuvus, kusjuures kehtib

kus C0 on sama (või samade mõõtmetega) kondensaatori mahtuvus juhul, kui plaatide vahel on vaakum. Kuna vaakumi tekitamine on keerukas, siis võib tundmatu läbitavusega dielektriku asendada materjaliga, mille suhteline läbitavus on meile teada (näiteks õhuga), sel juhul avaldub otsitav dielektriline läbitavus kujul

kus Cx on sama kondensaatori mahtuvus juhul, kui plaatide vahel on tuntud dielektrilise läbitavusega εx materjal.

Murdumisnäitaja[muuda | muuda lähteteksti]

Keskkonna absoluutne murdumisnäitaja avaldub:

,

kus μ on keskkonna magnetiline läbitavus. Et enamiku ainete jaoks on μ väga lähedal 1-le, siis saab murdumisnäitajat suhtelise dielektrilise läbitavuse kaudu sageli üsna täpselt hinnata.

Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. Dielectric Constants of Materials (2007). Clipper Controls.
  2. L. G. Hector and H. L. Schultz (1936). The Dielectric Constant of Air at Radiofrequencies. Physics 7 (4). pp. 133–136. doi:10.1063/1.1745374. 
  3. Paul R. Gray, Paul J. Hurst, Stephen H. Lewis, Robert G. Meyer (2009). Analysis and Design of Analog Integrated Circuits (väljaanne Fifth ). New York: Wiley. p. 40. ISBN 978-0-470-24599-6. 
  4. Pohl, Herbert A. (1986). "Giant polarization in high polymers". Journal of Electronic Materials 15: 201. Bibcode:1986JEMat..15..201P. doi:10.1007/BF02659632. 
  5. http://www.shef.ac.uk/ccl/research/ccto.html