Dielektrická propustnost je fyzikální veličina, která charakterizuje schopnost dielektrika vnímat a zásobovat elektrickou energii. Znalost tohoto parametru je nezbytná pro řešení mnoha důležitých úkolů, od vývoje elektronických součástek až po výpočet elektrických sítí. Jak ale určit dielektrickou permeabilitu?
Vzorec pro výpočet dielektrické permeability dielektrika je založen na měření jeho kapacity jako kondenzátoru. Podle Coulombova zákona je elektrická kapacita kondenzátoru přímo úměrná náboji nahromaděnému na jeho obložení a nepřímo úměrná napětí mezi obklady. Dielektrická propustnost tedy závisí na ploše obložení, vzdálenosti mezi nimi a kapacitě kondenzátoru.
Existují různé metody měření dielektrické permeability. Jednou z nejběžnějších metod je metoda měření kapacity kondenzátoru. K tomu jsou zapotřebí spolehlivé měřicí přístroje schopné přesně měřit kapacitu v rozsahu odpovídajícím specifické dielektrice. Část studovaného materiálu je umístěna mezi obložením kondenzátoru nabitého na známé napětí. Poté se měří náboj nahromaděný na kondenzátoru a vypočítá se kapacita. Když znáte kapacitu, plochu obložení a vzdálenost mezi nimi, můžete určit dielektrickou propustnost.
Vzorec a metody měření dielektrické permeability dielektriky
Vzorec pro výpočet dielektrické permeability dielektrika závisí na jeho chemickém složení a vlastnostech. Obecný vzorec je následující:
- Pro homogenní dielektriku: ε = ε₀ ⋅ εᵣ
- Pro heterogenní dielektriku: ε = ε₀ ⋅ (ε′ + jε″)
kde ε je dielektrická permeabilita, ε₀ je dielektrická propustnost vakua, εᵣ je relativní dielektrická permeabilita, ε " je imaginární část dielektrické permeability.
Existují různé metody měření dielektrické permeability dielektriky. Jednou z nejběžnějších je metoda kapacitního měření založená na měření změny kapacity dielektrického kondenzátoru.
Další metodou je metoda časového zpoždění, která měří dobu zpoždění signálu při průchodu dielektrikem. Další metodou je metoda stejnosměrného proudu, která měří dielektrický odpor při nízké AC.
Volba metody měření závisí na vlastnostech a požadavcích na měřenou dielektriku. Může se také lišit v závislosti na konkrétní aplikaci.
Vzorec pro výpočet dielektrické permeability dielektriky
Dielektrická permeabilita (ε) dielektrika může být vypočítána pomocí následujícího vzorce:
- e-dielektrická propustnost dielektriky
- C-kapacita kondenzátoru s dielektrikou
- ε0 - dielektrická konstanta ve vakuu (8,854 x 10 -12 F / M)
Pro výpočet dielektrické permeability je nutné změřit kapacitu dielektrického kondenzátoru a znát hodnotu dielektrické konstanty ve vakuu.
Tento vzorec je jedním z hlavních pro stanovení dielektrické permeability dielektriky a je široce používán ve vědeckých a inženýrských výpočtech.
Metody měření dielektrické permeability dielektriky
Pro stanovení dielektrické permeability dielektriky existují různé metody měření. Výběr konkrétní metody závisí na vlastnostech a vlastnostech zkoumaného dielektrika a na požadované přesnosti a dostupnosti zařízení.
Metoda interference je jednou z nejpřesnějších metod měření dielektrické permeability. Je založen na analýze interferenčního obrazu, který vzniká při průchodu elektromagnetické vlny dielektrikou. Měření se provádí pomocí interferometru, který umožňuje určit fázový rozdíl mezi odraženými a minulými vlnami.
Metoda elektrického obvodu je založen na měření kapacity dielektriku v elektrickém obvodu. Používají se různé obvody dielektrického spojení s jinými prvky elektrického obvodu, jako jsou kondenzátory nebo indukční cívky. Měření se provádí pomocí elektrických zařízení, jako jsou mosty nebo impedanční analyzátory.
Metoda volného prostoru je založen na měření rychlosti šíření elektromagnetické vlny ve vzduchu a ve zkoumané dielektrice. Tím se měří čas průchodu vlny dielektrikem nebo rozptylu vlny na povrchu dielektrika. Měření se provádí pomocí časových nebo vzdálených metod, například pomocí radaru nebo spektrálního analyzátoru.
Metoda rezonance je založen na měření změny elektrické kapacity nebo indukčnosti systému s dielektrikou při různých frekvencích vnějšího elektromagnetického pole. Měření se provádí pomocí rezonančních obvodů nebo rezonančních obvodů, které umožňují určit charakteristické frekvence rezonance a změny kapacity nebo indukčnosti za přítomnosti dielektrika.
Při výběru metody měření dielektrické permeability dielektrika je třeba vzít v úvahu jeho vlastnosti a vlastnosti a požadovanou přesnost a dostupnost zařízení.