
【化】 ***lectric constant
interpose; mind; shell; take seriously; upright
【化】 meso-; meta-
【医】 carapace
electricity
【计】 telewriting
【化】 electricity
【医】 Elec.; electricity; electro-; galvano-
【计】 constant; constants
【化】 constant
介电常量(Dielectric Constant),又称电容率或相对介电常数(Relative Permittivity),是描述电介质材料在外电场作用下极化能力的物理量,表征材料储存电能的能力。其定义为电介质中某点的电位移矢量 (mathbf{D}) 与电场强度 (mathbf{E}) 的比值,即:
$$ varepsilon_r = frac{varepsilon}{varepsilon_0} $$
其中 (varepsilon) 是材料的绝对介电常数,(varepsilon_0) 是真空介电常数(约 (8.85 times 10^{-12} , text{F/m}))。介电常量是一个无量纲数,真空的介电常量为 1,其他材料的介电常量均大于 1。
极化能力
介电常量反映材料内部电荷在电场作用下发生位移(极化)的难易程度。介电常量越大,材料极化能力越强,例如水的介电常量约为 80,表明其分子极性较强。
电容增强效应
在平行板电容器中,插入介电常量为 (varepsilon_r) 的电介质后,其电容值 (C) 会增大为真空时的 (varepsilon_r) 倍: $$ C = varepsilon_r C_0 $$ 其中 (C_0) 为真空电容值。这一特性广泛应用于电容器设计。
电磁波传播影响
介电常量决定电磁波在介质中的传播速度 (v): $$ v = frac{c}{sqrt{varepsilon_r}} $$ 其中 (c) 为真空光速。高频电路设计中需考虑材料介电常量对信号延迟的影响。
学术文献中更倾向使用 "Relative Permittivity" 以避免与绝对介电常数混淆。
权威参考来源:
介电常量(又称介电常数)是描述材料在外加电场作用下极化能力的物理量,通常用符号$varepsilon$表示。以下是其核心要点:
当电场作用于材料时,内部电荷发生位移(极化),削弱原电场。介电常量越大,极化能力越强,存储电能的效果越好。电容公式体现了这一特性: $$ C = varepsilon_r cdot C_0 $$ 其中$C_0$为真空电容,$C$为填充介质后的电容。
各向异性材料(如晶体)的介电常量为张量形式,需分方向描述。此外,温度升高可能降低部分材料的$varepsilon_r$(如离子晶体因热运动增强削弱极化)。
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