Физическая энциклопедия - диэлектрическая проницаемость

величина e, характеризующая поляризацию диэлектриков под действием электрич. поля Е. Д. п. входит в Кулона закон как величина, показывающая, во сколько раз сила вз-ствия двух свободных зарядов в диэлектрике меньше, чем в вакууме. Ослабление вз-ствия происходит из-за экранизации свободных зарядов связанными, образующимися в результате поляризации среды.

Связанные заряды возникают вследствие микроскопич. перераспределения заряда в электрически нейтральной среде и, в отличие от свободных зарядов, не способны перемещаться под действием поля на макроскопич. расстояния, т. е. не участвуют в электропроводности в-в. Связь между вектором поляризации P, вектором напряжённости электрич.

поля Е в вакууме и в диэлектрике (вектором электрич. индукции D) в системе единиц СГСЭ имеет вид: D=E+4pP=eE, (1) в системе единиц СИ: D=e0E+P=e0eE, (2) где e0 электрическая постоянная. Величина Д. п. e зависит от структуры и хим. состава в-ва, а также от давления, темп-ры и др. внешних условий (табл.). Микроскопич. теория приводит к приближённому выражению для Д.

п. неполярных диэлектриков: где ni концентрация i-того сорта атомов, ионов или молекул, ai их поляризуемость, bi т. н. фактор внутр. поля, учитывающий вз-ствие диполей друг с другом и обусловленный особенностями структуры кристалла.

Для большинства диэлектриков с e=2-8, b»1/3 (в системе единиц СГСЭ b=4p/3), e практически не зависит от темп-ры, давления и электрич. поля вплоть до пробоя диэлектрика. Высокие значения e нек-рых окислов металлов и др. соединений обусловлены особенностями их структуры, приводящими к большим значениям b и к сильному уменьшению знаменателя дроби в формуле (3), Т.

К. при Sniaibi В® 1, e В®?. Рис. 1. а изменение поляризации P во времени t при включении электрич. поля Е в случае ионного и электронного механизмов поляризации; б частотные зависимости e' и tgd. Рис. 2. а изменение поляризации P во времени при включении поля Е при ориентац. механизме поляризации; б частотные зависимости e' и tgd. СТАТИЧ. ДИЭЛЕКТРИЧ.

ПРОНИЦАЕМОСТЬ e НЕК-РЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ Поляризация диэлектрика при наложении электрич. поля происходит не мгновенно, а в течение нек-рого времени t (время релаксации). В переменном поле E=E0sinwt; это приводит к отставанию поляризации P=P0•sin(wt-d) от поля Е. При описании колебаний P и Е методом комплексных амплитуд Д. п. представляют комплексной величиной: e=e'-ie", (4) причём e' и e" зависят от w и t (см.

ДЕБАЯ ФОРМУЛЫ), а отношение e"/e'=tgd определяет диэлектрические потери в среде. Сдвиг фаз d зависит от соотношения времён т и T=2p/w. При t .