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)
Titaaniumdiaoksoiid 86–173
Strontsiumtitanaat 310
Baarium-strontsium titanaat 500
Baariumtitanaat 1250–10,000
(20–120 °C)
Plii tsirkonaat-titanaat 500–6000
Conjugated polymers 1.8-6 up to 100,000[4]
Kaltsium-vask titanaat >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:

\varepsilon_ = \frac{\varepsilon_{a}}{\varepsilon_{0}},

kus εa on antud keskkonna absoluutne dielektriline läbitavus ja ε0 vaakumi 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 | redigeeri lähteteksti]

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

C = \frac{\varepsilon \varepsilon_{0} S}{d},

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

\varepsilon = \frac{C}{C_0},

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 meile teada on (näiteks õhuga), sel juhul avaldub otsitav dielektriline läbitavus kujul

\varepsilon = \varepsilon_x \frac{C}{C_x},

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

Murdumisnäitaja[muuda | redigeeri lähteteksti]

Keskkonna absoluutne murdumisnäitaja avaldub:

 n = \sqrt{\epsilon\mu},

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

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viited[muuda | redigeeri 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, 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, Fifth, New York: Wiley, 40. ISBN 978-0-470-24599-6. 
  4. (1986) "Giant polarization in high polymers". Journal of Electronic Materials 15. doi:10.1007/BF02659632. Bibcode1986JEMat..15..201P. 
  5. http://www.shef.ac.uk/ccl/research/ccto.html