1. # 949; - відносна діелектрична проникність. Діелектрична проникність - міра здатності матеріалу до поляризації. Це величина, що показує у скільки разів сила взаємодії електричних зарядів в даному матеріалі менше, ніж у вакуумі. Всередині діелектрика виникає власне електричне поле, спрямоване протилежно зовнішньому. Напруженість зовнішнього поля слабшає в порівнянні з полем тих же зарядів у вакуумі в # 949; раз, де # 949; - відносна діелектрична проникність. Якщо розглянути модель конденсатора з двома обкладинками і вакуумом між ними, то можна оцінити ємність цього елемента. При заміні вакууму на діелектрик в результаті поляризації його зовнішнім полем відбудеться зміна ємності даного конденсатора в бік збільшення. На цій властивості засновано просте визначення діелектричної проникності:
де: C0 - ємність конденсатора без діелектрика;
Cd - ємність того ж конденсатора з діелектриком між обкладинками.
Залежно від механізму поляризації, # 949; може приймати значення від декількох одиниць до декількох десятків тисяч. мінімальні значення # 949; мають неполярні діелектрики (# 949; <2,5), а максимальные значения - диэлектрики, обладающие сегнетоэлектрическими свойствами, это ионные материалы, например титанат бария ВаTiO3, и титанат стронция SrTiO3 (ε> 10 5 - 10 6).
2. tg # 948; - тангенс кута діелектричних втрат;
Діелектричні втрати - втрати електричної енергії, обумовлені протіканням струмів в діелектриках. Розрізняють ток наскрізної провідності Iск.пр. викликаний наявністю в діелектриках невеликої кількості легкоподвіжних іонів, і поляризаційні струми. При електронної та іонної поляризація поляризаційний струм називається струмом зміщення Iсм. він дуже короткочасний і не реєструється приладами. Токи, пов'язані з уповільненими (релаксаційним) видами поляризації, називаються струмами абсорбції Iабс. У загальному випадку сумарний струм в діелектрику визначається як
Після встановлення поляризації сумарний струм буде дорівнює I = Iск.пр.
Якщо в постійному полі поляризаційні струми виникають в момент включення і вимкнення напруги, і сумарний струм визначається відповідно до рівняння (3), то в змінному полі поляризаційні струми виникають в момент зміни полярності напруги. Внаслідок цього втрати в діелектрику в змінному полі можуть бути значними, особливо якщо напівперіод прикладеної напруги наближається до
часу встановлення поляризації.
На рис. 4 (а) приведена схема, еквівалентна конденсатору з діелектриком, що знаходиться в ланцюгу під потенціалом змінної напруги. У цій схемі конденсатор з реальним діелектриком, який має втрати, замінений ідеальним конденсатором C і паралельно включеним активним опором R. На рис.4 (б) приведена векторна діаграма струмів і напруг для даної схеми, де: U - напруга на конденсаторі; Iак - активний струм через конденсатор; Iр - реактивний струм, який випереджає по фазі на 90º активну складову; I # 931; - сумарний струм.
де: # 969; - кругова частота змінного поля.
Кутом діелектричних втрат називається кут # 948 ;. доповнює до 90о кут зсуву фаз # 966; між струмом I # 931; і напругою U в ємнісний ланцюга.
Втрати в діелектриках в змінному полі характеризуються тангенсом
кута діелектричних втрат
Граничні значення тангенса кута діелектричних втрат матеріалу для високочастотних застосувань не повинні перевищувати 0,0001 - 0,0004, а для низькочастотних - 0,01 - 0,02.
Знаючи значення tg # 948; для діелектрика можна легко визначити потужність, що розсіюється в діелектрику в вигляді тепла:
3. Eпр - електрична міцність. Електричною міцністю називається напруженість однорідного зовнішнього електричного поля, що приводить до утворення в діелектрику каналу, що володіє високою провідністю (явищу пробою діелектрика).
де: U пр - пробивна напруга, що вимірюється в вольтах або кіловольт;
d - товщина діелектрика, яка вимірюється в метрах або міллліметрах.
4. # 961; v - питомий об'ємний опір.
Питомий об'ємний опір являє собою електричний опір куба матеріалу з ребром 1 м
де: RV - опір матеріалу, (Ом);
S - площа перетину зразка, (м 2);
L - довжина зразка, (м).
5. # 961; s - питомий поверхневий опір.
Даний параметр характеризує електричний опір поверхневого шару діелектрика у вигляді квадрата зі стороною в 1 м
де: # 961; v - питомий об'ємний опір;
d - товщина діелектрика, (м).
залежності # 949; і tg # 948; від температури і частоти.
Діелектричні параметри матеріалів в різному ступені залежать від температури і частоти. Велика кількість діелектричних матеріалів не дозволяє охопити особливості всіх залежностей від зазначених факторів. Тому на графіках, наведених на рис. 5 - 6 зображені деякі загальні тенденції, характерні для деяких основних груп.
Мал. 5 Температурні і частотні залежності відносної діелектричної проникності діелектриків: де 1 - неполярні лінійні полімери (електронна поляризація); 2 - діелектрики іонного будови (іонна поляризація); 3 - полярні полімери (дипольна поляризація).