Suhteline dielektriline läbitavus

Mõnede materjalide suhtelised dielektrilised läbitavused toatemperatuuril 1 kHz sagedusega raadiolainete jaoks

Material	ε
Vaakum	1 (definitsiooni järgi)
Õhk	1,00058986 ± 0,00000050 (normaaltingimustel 0,9 MHz jaoks),
PTFE/Teflon	2,1
Polüetüleen	2,25
Polüimiid	3,4
Polüpropüleen	2,2–2,36
Polüstüreen	2,4–2,7
Süsinikdisulfiid	2,6
Paber	3,85
Elektroaktiivsed polümeerid	2–12
Ränidioksiid	3,9
Betoon	4,5
Klaas	4,7 (3,7–10)
Kumm	7
Teemant	5,5–10
Keedusool	3–15
Grafiit	10–15
Räni	11,68
Ammoonium	26, 22, 20, 17 (−80, −40, 0, 20 °C)
Metanool	30
Etüleenglükool	37
Furfuraal	42,0
Glütserool	41,2, 47, 42,5 (0, 20, 25 °C)
Vesi	88, 80,1, 55,3, 34,5 (0, 20, 100, 200 °C) Nähtava valguse jaoks: 1,77
Vesinikfluoriidhape	83,6 (0 °C)
Formamiid	84,0 (20 °C)
Väävelhape	84–100 (20–25 °C)
Vesinikperoksiid	128 aq–60 (−30–25 °C)
Sinihape	158,0–2,3 (0–21 °C)
Titaandioksiid	86–173
Strontsiumtitanaat	310
Baarium-strontsiumtitanaat	500
Baariumtitanaat	1250 – 10 000 (20–120 °C)
Plii-tsirkonaattitanaat	500–6000
Conjugated polymers	1,8-6 kuni 100 000
Kaltsium-vasktitanaat	>250 000

Suhteline dielektriline läbitavus ehk keskkonna dielektriline läbitavus on dimensioonitu füüsikaline suurus, mis näitab, mitu korda on elektrivälja tugevus homogeenses materjalis väiksem väljatugevusest vaakumis.

Suhtelist dielektrilist läbitavus tähistatakse tavaliselt sümboliga ε. See on defineeritud järgmise valemi abil:

${\epsilon }_{=}\frac{{\epsilon }_a}{{\epsilon }_0},$

kus ε_a on konkreetse keskkonna absoluutne dielektriline läbitavus ja ε₀ – vaakumi absoluutne dielektriline läbitavus.

Ajas muutuva elektrivälja juhul sõltub suhteline dielektriline läbitavus ka sagedusest. Sagedusest sõltuv dielektriline läbitavus on kompleksarvuline suurus, kusjuures dielektrilise läbitavuse argument kirjeldab faasinihkeid.

Mõõtmine

Kondensaatori mahtuvus on võrdeline (suhtelise) dielektrilise läbitavusega. Näiteks plaatkondensaatori mahtuvus avaldub kujul

$C=\frac{\epsilon {\epsilon }_{0}S}{d},$

kus S on kondensaatori ühe plaadi pindala, d – plaatidevaheline kaugus ja ε – plaatidevahelise dielektriku suhteline dielektriline läbitavus. Dielektriku vahetamisel muutub seega ka kondensaatori mahtuvus, kusjuures kehtib

$\epsilon =\frac{C}{C_0},$

kus C₀ on sama (või samade mõõtmetega) kondensaatori mahtuvus juhul, kui plaatide vahel on vaakum. Kuna vaakumi tekitamine on keerukas, siis võib tundmatu läbitavusega dielektriku asendada materjaliga, mille suhteline läbitavus on meile teada (näiteks õhuga), sel juhul avaldub otsitav dielektriline läbitavus kujul

$\epsilon ={\epsilon }_x\frac{C}{C_x},$

kus C_x on sama kondensaatori mahtuvus juhul, kui plaatide vahel on tuntud dielektrilise läbitavusega ε_x materjal.

Murdumisnäitaja

Keskkonna absoluutne murdumisnäitaja avaldub:

$n=\sqrt{ϵ\mu }$,

kus μ on keskkonna magnetiline läbitavus. Et enamiku ainete jaoks on μ väga lähedal 1-le, siis saab murdumisnäitajat suhtelise dielektrilise läbitavuse kaudu sageli üsna täpselt hinnata.

Vaata ka

• Dielektriline läbitavus
• Absoluutne dielektriline läbitavus
• Dielektriline vastuvõtlikkus