Dielektričnost

Iz Wikipedije, proste enciklopedije

Dieléktričnost (oznaka ε) je snovna konstanta, ki opisuje obnašanje dielektrika v električnem polju. V rabi sta dve definiciji. Po prvi je dielektričnost definirana kot razmerje gostote električnega polja D in jakosti električnega polja E v snovi, ki izpolnjuje ves prostor, kjer je električno polje:

\mathbf{D} = \epsilon \mathbf{E}

Tako definirana dielektričnost ima enako enoto kot influenčna konstanta, A s V-1 m-1.

Po drugi definiciji je dielektričnost (tudi rêlativna dieléktričnost) brezrazsežna količina, definirana kot razmerje med gostoto električnega polja v snovi, ki izpolnjuje ves prostor, kjer je električno polje, in gostoto električnega polja v praznem prostoru, če dielektrik odstranimo iz električnega polja:

\epsilon = \frac{D}{\epsilon_0 E}

Tako definirana dielektričnost je brezrazsežno realno število, večje ali enako od 1. Mejni primer ε = 1 ustreza dielektričnosti vakuuma.

Dielektričnost je v splošnem tenzor, v izotropnih snoveh pa jo lahko nadomestimo s skalarjem.

[uredi] Kompleksna dielektričnost

V dielektriku z izgubami imamo v izmeničnem električnem polju opravka tako z ohmskim kot s premikalnim tokom. Sorazmernostno zvezo med gostoto električnega toka in jakostjo električnega polja obdržimo, če uvedemo kompleksno dielektričnost ε*:

\epsilon^* = \epsilon - i \frac{\sigma}{\omega}

[uredi] Dielektričnost in lomni količnik

Dielektričnost skupaj z magnetno permeabilnostjo μ določa fazno hitrost razširjanja v elektromagnetnega valovanja v snovi:

v^2 = \frac{1}{\epsilon\mu}

V vakuumu velja zveza:

c^2 = \frac{1}{\epsilon_0\mu_0}

Pri tem je c hitrost svetlobe v praznem prostoru, ε0 influenčna konstanta in μ0 indukcijska konstanta.

V optiki navadno raje kot z dielektričnostjo in magnetno permeabilnostjo računamo z lomnim količnikom n, razmerjem med fazno hitrostjo razširjanja elektromagnetnega valovanja v praznem prostoru in hitrostjo razširjanja v snovi:

n = \sqrt{\epsilon\mu}

Pri tem sta ε in μ relativna dielektričnost in relativna magnetna permeabilnost.

V preglednici so navedene dielektričnosti nekaterih snovi pri 18 °C.

Snov εr Lomni količnik
Vakuum 1,0 1,0000
Zrak 1,00059 1,0003
Benzol 2,28  
Kalijev klorid 4,94  
Voda 80,1 1,333
Voda (0 °C) 88,0  
Voda (100 °C) 55,3  
Glicerin 42,5  
Metanol 32,6  
Petrolej 2  
Porcelan 2 - 6  
Steklo 6 - 8  
Posebna keramika do 4.000  
Suha zemlja 3,9  
Mokra zemlja 29  
Papir (suho) 2,0  
Les (suho) 2 - 6  
Guma 3,0  
Led (-20 °C) 16  
Amonijak (0 °C) 1,007