相对介电常数(relative permittivity),表征介质材料的介电性质或
极化性质的物理参数。其值等于以预测材料为介质与以
真空为
介质制成的同尺寸电容器
电容量之比,该值也是
材料贮电能力的表征。也称为
相对电容率。不同材料不同温度下的相对介电常数不同,利用这一特性可以制成不同性能规格的
电容器或有关元件。
定义
介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值即为相对介电常数(relative permittivity 或 dielectric constant),又称诱电率,与频率相关。介电常数是相对介电常数与真空中绝对介电常数乘积。如果有高介电常数的材料放在电场中,电场强度会在电介质内有可观的下降。理想导体的相对介电常数为无穷大。
根据物质的介电常数可以判别高分子材料的极性大小。通常,相对介电常数大于3.6的物质为极性物质;相对介电常数在2.8~3.6范围内的物质为弱极性物质;相对介电常数小于2.8为非极性物质。
基本信息
测量
相对介电常数εr可以用静电场用如下方式测量:首先在其两块极板之间为空气的时候测试电容器的电容C0。然后,用同样的电容
极板间距离但在极板间加入电介质后侧得电容Cx。最后,相对介电常数可以用下式计算:
εr=Cx/C0。
简介
对于
时变电磁场,物质的介电常数和频率相关,通常称为介电
系数。
介电常数又叫介电系数或电容率,它是表示绝缘能力特性的一个系数,以希腊字母ε表示,单位为F/m(法拉/米)。
相对介电常数公式:C=(εS)/(4πkd)(平行电容计算)
电容器的极板间充满
电介质时的电容与极板间为真空时的电容之比值称为(相对)介电常数。
电容器极板间充满电介质时,电容增大的倍数叫做电介质的介电常数,用ε表示。
平行板电容计算公式 C=(εS)/(4πkd) 中,ε就是介电常数。
原理与应用
原理
介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值即为介电常数(permittivity),又称诱电率。如果有高介电常数的材料放在电场中,电场强度会在电介质内有可观的下降。
电介质经常是绝缘体。其例子包括瓷器(陶器)、云母、玻璃、塑料和各种
金属氧化物。有些液体和气体可以作为好的电介质材料。干空气是良好的电介质,并被用在
可变电容器以及某些类型的传输线。蒸馏水如果保持没有杂质的话是好的电介质,其相对介电常数约为80。
一个电容板中充入介电常数为ε的物质后,电容变大ε倍。
应用
电介质有使空间比起实际尺寸变得更大或更小的属性。例如,当一个电介质材料放在两个电荷之间,它会减少作用在它们之间的电场力,就像它们被移远了一样。
当
电磁波穿过
电介质,波的速度被减小,有更短的波长。
常见物质数据
测量方法
相对介电常数εr可以用静电场用如下方式测量:首先在两块极板之间为真空的时候测试电容器的电容C0。然后,用同样的电容
极板间距离但在极板间加入电介质后测得电容Cx。相对介电常数可以用下式计算:
εr=Cx/C0
在
标准大气压下,不含二氧化碳的干燥空气的
相对电容率εr=1.00053。因此,用这种电极构形在空气中的电容Ca代替C0来测量相对电容率εr时,也有足够的准确度。(参考GB/T 1409-2006)
对于
时变电磁场,物质的介电常数和频率相关,通常称为介电系数。
常见溶剂数据
条件为室温下,测试频率为1KHz。
HCON(CH3)2(N, N-
二甲基甲酰胺) 36.7
CH3OH(甲醇) 32.7
C2H5OH(乙醇) 24.5