Relativna permitivnost

(Preusmjereno sa Dielektrična konstanta)
Relativna dielektrična permitivnost nekih materijala na sobnoj temperaturi i za frekvenciju od 1 kHz
Materijal εr
Vakuum 1 (dielektrična permitivnost vakuuma)
Zrak 1,000 589 86 ± 0,000 000 50
(kod standardnog tlaka i temperature i 0,9 MHz),[1]
PTFE/Teflon 2,1
Polietilen/XLPE 2,25
Poliimid 3,4
Polipropilen 2,2 – 2,36
Polistiren 2,4 – 2,7
Ugljikov disulfid 2,6
Milar 3,1[2]
Papir 3,85
Elektroactivni polimeri 2 – 12
Tinjac ili liskun 3 - 6[2]
Silicijev dioksid 3,9 [3]
Safir 8,9 – 11,1 (anizotropni) [4]
Beton 4,5
Pyrex (staklo) 4,7 (3,7 – 10)
Neopren 6,7 [2]
Guma 7
Dijamant 5,5 – 10
Soli 3 – 15
Grafit 10 – 15
Silicij 11,68
Silicijev nitrid 7 - 8 (polikristalni, 1 MHz)[5][6]
Amonijak 26, 22, 20, 17
(−80, −40, 0, 20 °C)
Metanol 30
Etilen-glikol 37
Furfural 42
Glicerol 41,2, 47, 42,5
(0, 20, 25 °C)
Voda 88, 80,1, 55,3, 34,5
(0, 20, 100, 200 °C)
za vidljivu svjetlost: 1,77
Fluorovodična kiselina 83,6 (0 °C)
Formamid 84 (20 °C)
Sumporna kiselina 84 – 100
(20 – 25 °C)
Vodikov peroksid 128 tekući–60
(−30 – 25 °C)
Cijanovodična kiselina 158 – 2,3
(0 – 21 °C)
Titanijev dioksid 86–173
Stroncijev titanat 310
Barij-stroncij titanat 500
Barijev titanat [7] 1200–10,000
(20–120 °C)
Olovo-cirkonijev titanat 500 – 6 000
Konjugirani polimeri 1,8 – 6 pa sve do 100 000[8]
Kalcij-bakar titanat > 250 000[9][10]

Relativna dielektrična permitivnost ili dielektrična konstanta (oznaka εr) je fizikalna veličina koja opisuje električnu propusnost tvari u odnosu na dielekričnu permitivnost vakuuma; količnik je dielektrične permitivnosti tvari ε i dielektrične permitivnosti vakuuma ε0, to jest:

Mjerna je jedinica relativne dielektrične permitivnosti broj jedan. Relativna dielektrična permitivnost opisuje i koliko je puta veći električni kapacitet nekoga električnoga kondenzatora ako se između njegovih elektroda umjesto vakuuma nalazi određeni dielektrik; u Coulombovu zakonu opisuje koliko je puta manja sila između točkastih električnih naboja ako se između njih umjesto vakuuma nalazi dielektrik.

Relativna je dielektrična permitivnost vakuuma 1, zraka 1,00594, tinjca 4 do 8, stakla 5 do 10, acetona 21, fluorovodične kiseline 84,6, stroncijeva titanata 310. Tvari izrazito polarnih molekula, to jest molekula koje imaju trajni električni dipolni moment (dipol), obično imaju velike relativne dielektrične permitivnosti. Relativna dielektrična permitivnost nekih tvari ovisi o temperaturi, na primjer na temperaturi od 0 °C relativna je dielektrična permitivnost vode 88, na temperaturi od 50 °C je 70, a na temperaturi od 100 °C iznosi 56. Samo za neke materijale, na primjer barijev titanat (BaTiO3), relativna je dielektrična permitivnost na temperaturi između 20 i 120 °C znatno veća, od 1 250 do 10 000. Relativna dielektrična permitivnost nekih tvari ovisi o frekvenciji vanjskog električnog polja.[11]

Coulombov zakonUredi

Glavni članak: Coulombov zakon

Coulombov zakon je jedan od osnovnih zakona elektrostatike koji je 1785. utvrdio Charles-Augustin de Coulomb: "električna sila F između dvaju električki nabijenih točkastih tijela (odbojna ili privlačna, ovisno o tome jesu li tijela jednakih ili suprotnih električnih naboja) razmjerna je količinama električnoga naboja q a obrnuto razmjerna kvadratu udaljenosti r između tijela" (napomena: vrijedi samo u vakuumu):

 

gdje je: ε0 - dielektrična permitivnost vakuuma. Sila je najjača u vakuumu, a slabija u svim drugim sredstvima:[12]

 

gdje je: εr - relativna dielektrična permitivnost nekog sredstva ili tvari, ε - dielektrična permitivnost (ili samo permitivnosti) tvari.

IzvoriUredi

  1. L. G. Hector and H. L. Schultz (1936). The Dielectric Constant of Air at Radiofrequencies. 7. str. 133–136. DOI:10.1063/1.1745374. 
  2. 2,0 2,1 2,2 Hugh D. Young; Roger A. Freedman. University Physics with Modern Physics. Addison-Wesley; 2012. ISBN 978-0-321-69686-1. p. 801.
  3. Paul R. Gray, Paul J. Hurst, Stephen H. Lewis, Robert G. Meyer (2009). Analysis and Design of Analog Integrated Circuits (Fifth izd.). New York: Wiley. str. 40. ISBN 978-0-470-24599-6. 
  4. Harman, Alang Kasim; Ninomiya, Susumu; Adachi, Sadao (1994). „Optical constants of sapphire (alpha-Al2O3) single crystals”. Journal of Applied Physics 76: 8032–8036. Bibcode 1994JAP....76.8032H. DOI:10.1063/1.357922. 
  5. Toshiba Fine Ceramics "[1] Arhivirano 2016-03-04 na Wayback Machine-u"
  6. Ceramic Industry: Material Properties Charts "[2] Arhivirano 2016-02-22 na Wayback Machine-u"
  7. „Archive copy”. Arhivirano iz originala 2015-03-13. https://web.archive.org/web/20150313115003/http://schools.matter.org.uk/SchoolsGlossary/permittivity.html. 
  8. Pohl, Herbert A. (1986). „Giant polarization in high polymers”. Journal of Electronic Materials 15: 201. Bibcode 1986JEMat..15..201P. DOI:10.1007/BF02659632. 
  9. http://oatao.univ-toulouse.fr/698/1/boulos_698.pdf
  10. Guillemet-Fritsch, S.; Lebey, T.; Boulos, M.; Durand, B. (2006). „Dielectric properties of CaCu3Ti4O12 based multiphased ceramics”. Journal of the European Ceramic Society 26: 1245. DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2005.01.055. 
  11. relativna dielektrična permitivnost, [3] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.
  12. Coulombov zakon, [4] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.