Диэлектрическая проницаемость

Рассмотрим электрический конденсатор, изготовленный из параллельных пластин площадью S, м², расстояние между которыми d, м. Приложим к пластинам (электродам) конденсатора электрическое напряжение и рассмотрим два случая, показанные на рис. 1 (а и б).

На первом (а) показан конденсатор, помещенный в вакуум. В этом случае на его пластинах возникнет заряд Q₀. На втором (б) показан тот же конденсатор, между пластинами которого вставлен диэлектрик с толщиной, равной расстоянию между электродами — d. Из-за поляризации диэлектрика в электрическом поле на его противоположных сторонах возникают заряды Q_Д, знак которых противоположен знаку поляризационных зарядов на поверхности диэлектрика. Следовательно, полный заряд конденсатора с диэлектриком

Q = Q₀ + Q_Д = ε • Q₀ . (4)

а)

в)

Рис. 1

Здесь ε — относительная диэлектрическая проницаемость, один из важнейших параметров, характеризующих диэлектрические материалы.

Следовательно, относительная диэлектрическая проницаемость представляет собой отношение суммарного заряда конденсатора с диэлектриком к заряду того же конденсатора, если поместить его в вакууме без диэлектрика, т. е.

ε = Q / Q₀ = ( Q₀+Q_Д ) / Q₀ = 1 + Q_Д / Q₀ (5)

Из формулы (5) видно, что если Q_Д = 0, что соответствует относительной диэлектрической проницаемости вакуума, то ε любого диэлектрика будет больше 1. В дальнейшем для краткости в большинстве случаев термин «относительная» при наименовании диэлектрической проницаемости, опускается.

Используя понятие поляризации можно классифицировать диэлектрики на ЛИНЕЙНЫЕ и НЕЛИНЕЙНЫЕ (пассивные и активные).