电容りつ

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たい於由極性きょくせい分子ぶんし形成けいせいてきかいでんしつ假設かせつほどこせがい電場でんじょう於這しゅかいでんしつのりかい出現しゅつげんこうきょく現象げんしょう

ざい電磁でんじがくうらかいでんしつひびきおう外電がいでんじょうてきほどこせ電極でんきょくてき衡量,たたえためでんようりつざい真空しんくうちゅうよし於介でんしつ電極でんきょくざい物質ぶっしつ內部てきそう電場でんじょうかいげんしょうでんようりつ關係かんけいいたかいでんしつでん輸(あるようもと電場でんじょうてき能力のうりょくでんようりつ衡量電場でんじょう怎樣影響えいきょうかいでんしつ,怎樣かいでんしつ影響えいきょうでんようりつまたたたえため絕對ぜったいでんようりつ」。

ざい國際こくさい單位たんいせいちゅうでんようりつてき測量そくりょう單位たんいほうひしげまいおおやけじゃく(F/m)。真空しんくうまとでんようりつたたえため空電くうでんようりつある真空しんくうかいでん常數じょうすう」,標記ひょうきため≈8.854187817…×10⁻¹² F/m

概念がいねん[编辑]

電位でんいうつりてき定義ていぎしきため

其中,電場でんじょうこれ電極でんきょく強度きょうど

たいひとし向性こうせいてきせんせいてきひとし勻介でんしつ電極でんきょく強度きょうどあずか電場でんじょうなりせい

其中,これ電極でんきょくりつ

所以ゆえん電位でんいうつりあずか電場でんじょうてき關係かんけい方程式ほうていしきため

其中,でんようりつ

かりわかかいでんしつ向性こうせいてきのりでんようりついちかいちょうりょう可用かようのりじんらい表示ひょうじ

一般いっぱん而言,でんようりつ常數じょうすう以隨ちょざいかいでんしつ內的位置いち改變かいへんずいちょ電場でんじょうてきしきりつ溼度溫度おんどある其它さんすう改變かいへんたい於一個非線性介電質,でんようりつ有可ゆか能會のうかいずいちょ電場でんじょう強度きょうど改變かいへんとうでんようりつしきりつてき函數かんすう,它的すう值有可能かのう實數じっすう也有やゆう可能かのう複數ふくすう

空電くうでんようりつ[编辑]

空電くうでんようりつてき意義いぎ電位でんいうつりあずか電場でんじょうざい真空しんくううらてき值,其值てき定義ていぎしき如下:

F/m F/m

其中,これ光波こうはざい真空しんくうちゅうてき光速こうそく[1]これ真空しんくう磁導りつ。其中,真空しんくう磁導りつてき定義ていぎ值為 T·m/A

ざい國際こくさい單位たんいせいうら常數じょうすうみやこただしじゅんかく值(まいりNIST页面そん档备份そん互联网档あん))。所以ゆえんせき於公じゃくあるやすつちかえ這些物理ぶつりりょう單位たんいてきすう設定せってい不能ふのう採用さいよう定義ていぎ方式ほうしき,而必須ひっす設計せっけい精密せいみつてき實驗じっけんらい測量そくりょう計算けいさんもとめよしこれ無理むりすうてきすう值只のう夠以近似きんじ值來表示ひょうじ

空電くうでんようりつ出現しゅつげんくら定律ていりつくら侖常すうてき一部いちぶ份。所以ゆえんくら侖常すう也是いちじゅんかく值。

たい於線せいかいしつでんようりつあずか空電くうでんようりつてき比率ひりつたたえため相對そうたいでんようりつ

注意ちゅうい,這公しきただゆうざい靜止せいしてきれいしきりつてき狀況じょうきょうざい成立せいりつ

たいかくこう異性いせい材料ざいりょう相對そうたいでんようりつこれちょうりょうたいかくこう同性どうせい材料ざいりょう相對そうたいでんようりつこれしるべりょう

かい質的しつてきでんようりつ[编辑]

たい於常てきあんれいひとし向性こうせいかいしつ平行へいこうてきむこうりょうでんようりつかい造成ぞうせいそうおりしゃてきかいちょうりょうかい質的しつてきでんようりつ磁導りつ共同きょうどう決定けっていりょう電磁波でんじは通過つうかかいしつてきあい速度そくど

たい於線せいかいでんしつ電極でんきょく強度きょうどあずか電場でんじょうなりせい

はた方程式ほうていしき代入だいにゅう電位でんいうつりてき定義ていぎしき以得いた電位でんいうつりあずか電場でんじょうてき關係かんけいしき

所以ゆえんでんようりつあずか電極でんきょくりつてき關係かんけいしきため

ふく值電ようりつ[编辑]

涵蓋ひろしこうしきいきてきかいでん質的しつてきでんようりつしき分別ふんべつ標記ひょうきでんようりつてきじつ值部份和きょ值部份。標示ひょうじりょういくしゅ電極でんきょくせいはなれしるべでんこうきょく原子げんしきょく電子でんしきょく[2]

一般物質對於含時外電場的響應,跟真空しんくうてきひびきおうだいあいどう一般いっぱん物質ぶっしつてきひびきおう通常つうじょう跟外電場でんじょうてきしきりつゆうせき。這屬せい反映はんえいいち事實じじつ就是,ゆかり物質ぶっしつ具有ぐゆう質量しつりょう物質ぶっしつてき電極でんきょくひびきおう無法むほう瞬時しゅんじてき跟上外電がいでんじょうひびきおうそう必需ひつじゅあい因果いんが關係かんけい,這需もとめ以以そうらいひょうたちよし此,でんようりつつね以複函數かんすうらいひょうたち複數ふくすう允許いんきょどうてき設定せってい大小だいしょう值和しょう),而這ふく函數かんすうてきまいりすうためがい電場でんじょうしきりつ。這樣,でんようりつてき關係かんけいしきため

其中,分別ふんべつ電位でんいうつり電場でんじょうてき振幅しんぷく

注意ちゅうい時間じかん相關そうかんせい項目こうもくてき正負せいふごう選擇せんたく指數しすう函數かんすうてき指數しすうてき正負せいふごう),決定けっていりょうでんようりつきょ值部份的正負せいふごうつねぶんまわしざい這裏採用さいようてき正負せいふごう慣用かんよう物理ぶつりがくざい工程こうていがくうら必須ひっすぎゃくはん所有しょゆうきょ值部份的正負せいふごう

一個介電質對於靜電場的響應,よしでんようりつてきていしきりつ極限きょくげんらい描述,またたたえためせいでんようりつ

在高ありだかしきりつ極限きょくげんふくでんようりつ一般いっぱん標記ひょうきため とうしきりつとう於或超過ちょうかでん漿頻りつplasma frequencyかいでん質的しつてき物理ぶつり行為こうい近似きんじ理想りそう金屬きんぞく以用自由じゆう電子でんし模型もけいらい計算けいさんたい於低しきりつ交流こうりゅう電場でんじょうせいでんようりつこれ很好てき近似きんじずいちょしきりつてきぞうだか測量そくりょういたてきしょう 開始かいし出現しゅつげんこれあいだ出現しゅつげん時候じこうてきしきりつ溫度おんどかいしつ種類しゅるいゆうせき在中ざいちゅうとうてき電場でんじょう強度きょうど狀況じょうきょう持成もてなしせい

よし於介しつたい交流こうりゅう電場でんじょうてきひびきおう特徵とくちょうふくでんようりつためりょうさら詳細しょうさいてき分析ぶんせき物理ぶつり性質せいしつ,很自然しぜん必須ひっす分離ぶんり其實すうきょ值部份,通常つうじょううつしため

其中,きょ值部份關係かんけいいたのう量的りょうてき耗散,而實值部份のり關係かんけいいたのう量的りょうてきもうかそん

よし於複でんようりつ一個發生於多重頻率的いろ現象げんしょうてきたたみ,其描じゅつ必須ひっすのう夠兼顧到這些しょく現象げんしょうよし此,ふくでんようりつ通常つうじょうかいいち相當そうとう複雜ふくざつてきまいりすうためしきりつてき函數かんすうしょうためかいでん函數かんすう」。でんようりつてき極點きょくてん必須ひっすひきはいきょ值部份為せい值的しきりついん滿足まんぞくかつひしげ莫-かつわかあま關係かんけいしきただしざい一般作業的狹窄頻率值域內,でんようりつ近似きんじため跟頻りつ無關むせきあるもの適當てきとうてき模型もけい函數かんすうため近似きんじ

物質ぶっしつ分類ぶんるい[编辑]

依據いきょでんようりつ電導でんどうりつ物質ぶっしつ以大致分ためさんるい導體どうたいかいでんしつ、其它一般いっぱんかいしつこう損耗そんこう物質ぶっしつかい抑制よくせい電磁波でんじはてき傳播でんぱ通常つうじょう,這些物質ぶっしつてき 以被ため優良ゆうりょう導體どうたい損耗そんこうあるてい損耗そんこう物質ぶっしつ以被ためかいでんしつ。其它包括ほうかつざい這兩しゅげんせい內的物質ぶっしつ分類ぶんるいため一般いっぱんかいしつかんかいでんしつ電導でんどうりつとう於0てき物質ぶっしつ通常つうじょうただ允許いんきょゆう小量しょうりょうてきうつり電流でんりゅう存在そんざい。這種物質ぶっしつもうかそん歸還きかんでんのうてき性質せいしつ就好ぞう理想りそうでん容器ようき一樣いちよう

こう損耗そんこうかいしつ[编辑]

たい於高損耗そんこうかいしつあんれいとう傳導でんどう電流でんりゅう不能ふのうゆるがせりゃくそう電流でんりゅう密度みつどこれ

其中,傳導でんどう電流でんりゅう密度みつどうつり電流でんりゅう密度みつどかいしつてき電導でんどうりつかいしつでんようりつてきじつ部分ぶぶんかいしつてきふくでんようりつ

うつり電流でんりゅう跟外電場でんじょうてきしきりつゆうせきかりわか外電がいでんじょうこれせい電場でんじょうのりうつり電流でんりゅうとう於0。

採用さいよう這形しきろんふくでんようりつ定義ていぎため

通常つうじょうかいでんしつたい於電磁能りょうゆういくしゅ不同ふどうてき吸收きゅうしゅうせい。受到這幾しゅ吸收きゅうしゅうせいてき影響えいきょうずいちょしきりつてき改變かいへんでんようりつ函數かんすうてき樣子ようす也會ゆうしょ改變かいへん(れい:あつ電材でんざいりょう)。

  • たゆrelaxationこうおう發生はっせい永久えいきゅう偶極分子ぶんし感應かんおう偶極分子ぶんしとうしきりつ較低てき時候じこう電場でんじょうてき變化へんか很慢。這允許いんきょ偶極あし夠的時間じかんたい任意にんい時候じこうてき電場でんじょうのう達成たっせい平衡へいこう狀態じょうたいかりわかいんためかいしつてき黏滞せい,偶極無法むほう跟上しきりつ較高てき電場でんじょう電場でんじょうのうりょう就會吸收きゅうしゅうゆかり而導致能りょう耗散。偶極てき這種たゆせいたたえためかいでんしつたゆdielectric relaxation)。理想りそう偶極てきたゆせい以用經典きょうてんてきとくはいたゆDebye relaxationらい描述。
  • 共振きょうしんこうおうよし原子げんしはなれ電子でんしとうとうてき旋轉せんてんある振動しんどうさんせいてきざい它們特徵とくちょう吸收きゅうしゅうしきりつてき附近ふきん以觀察到這些ほどじょ

上述じょうじゅつりょうたねこうおう常會じょうかい合併がっぺいおこりらい使つかいとくでん容器ようきさんせいせんせいこうおうれい如,とう一個充電很久的電容器被短暫地放電時,它無ほう完全かんぜん放電ほうでんてきこうおうしょうためかいでんしつ吸收きゅうしゅう」。いち理想りそうでん容器ようき經過けいか放電ほうでん電壓でんあつおう該是0 ふくとくただし實際じっさいてきでん容器ようきかいあまりとめいち些電あつしょうため殘餘ざんよ電壓でんあつ」。ゆう些介でんしつぞう各種かくしゅ不同ふどうてき聚合ぶつ薄膜うすまく殘餘ざんよ電壓でんあつしょう於原ほん電壓でんあつてき1~2%。ただし電解でんかいでん容器ようきelectrolytic capacitorあるちょうこうでん容器ようきsupercapacitorてき殘餘ざんよ電壓でんあつ可能かのうかいだかたち15~25%。

量子りょうしかいしゃく[编辑]

ざい量子力學りょうしりきがくうらでんようりつ以用發生はっせい原子げんしそう分子ぶんしそうてき量子りょうし作用さようらい解釋かいしゃく

ざい較低しきりつ區域くいき極性きょくせいかいでん質的しつてき分子ぶんしかい外電がいでんじょう電極でんきょくいん而誘發出はっしゅつ周期しゅうきせいうたてどうれい如,ざいほろなみしきりつ區域くいきほろなみじょう促使物質ぶっしつ內的すい分子ぶんし做週せいうたてどう水分すいぶんあずか周邊しゅうへん分子ぶんしてき相互そうご碰撞さんせいりょうねつのう使つかいとく含水ぶん物質ぶっしつてき溫度おんどぞうだか。這就ため什麼いんもほろなみ以很有效ゆうこうりつはた含有がんゆう水分すいぶんてき物質ぶっしつ加熱かねつみずてきでんようりつてききょ值部ぶん吸收きゅうしゅう指數しすうゆう兩個りゃんこ最大さいだい值,一個位於微波頻率區域,另いちとお紫外線しがいせん(UV)しきりつ區域くいき。這兩個りゃんこ共振きょうしんしきりつだか於微なみてき操作そうさしきりつ

在中ざいちゅうあいだしきりつ區域くいきこう促使てん動的どうてきしきりつ區域くいきまたとおてい於能夠直接ちょくせつ影響えいきょう電子でんし運動うんどうてきしきりつ區域くいきのうりょう共振きょうしんてき分子ぶんし振動しんどう形式けいしき吸收きゅうしゅうたい於水かいしつ,這是吸收きゅうしゅう指數しすう開始かいし顯著けんちょ下降かこうてき區域くいき吸收きゅうしゅう指數しすうてき最低さいてい值是ざいあいこうしきりつ區域くいきこうだん)。這就ため什麼いんも日光にっこうかい傷害しょうがいぞう眼睛がんせい一類いちるいてき含水生物せいぶつ組織そしき[3]

在高ありだかしきりつ區域くいきぞうどお紫外線しがいせんしきりつあるさらだかしきりつ),分子ぶんし無法むほうたゆ。這時,のうりょう完全かんぜん原子げんし吸收きゅうしゅういん而激發電はつでん使つかい電子でんしおど遷至さらだかのうきゅう,甚至ゆうはなれ出原いではらようゆう這頻りつてき電磁波でんじはかいしるべゆうはなれ輻射ふくしゃ

雖然,したがえ開始かいしいた最後さいごたい物質ぶっしつてきかいでん行為こうい,做いち完全かんぜんてき計算けいさん模擬もぎいちぎょうけいただし,這方ほうかえぼっゆういたこう泛的使用しようがえ代地だいち科學かがく接受せつじゅ現象げんしょう模型もけいため一個足以勝任的方法,以用らい捕捉ほそく實驗じっけん行為こういとくはいたゆとくはいろう侖茲模型もけいLorentz modelみやこただし優秀ゆうしゅうてき模型もけい

測量そくりょう[编辑]

物質ぶっしつてきでんようりつ以用いくしゅしずかでん測量そくりょう方法ほうほうらいいた使用しよう各種かくしゅ各樣かくようてきかいでんしつこうがくえいDielectric spectroscopydielectric spectroscopy方法ほうほうざいこうしきりつ值域內,にんなにしきりつてきふくでんようりつ以正かくひょう出來でき。這頻りつ值域くつがえぶた接近せっきん21個いっこ數量すうりょうきゅうてき大小だいしょう值,したがえ10−6いた1015 赫茲[4][5]。另外,使用しよう低溫ていおん恒溫こうおんcryostatかず烤爐,科學かがく測量そくりょうざい不同ふどうてき溫度おんど狀況じょうきょう物質ぶっしつてきかいでん性質せいしつ

橢圓だえんへん技術ぎじゅつ以用ざいべに外線がいせんしきだんこうしきだん

也有やゆう一些方法用于介电常数的测量。かい电常すうざいほろなみてき范围以由共振きょうしん方法ほうほう测量[6]

まいり[编辑]

參考さんこう文獻ぶんけん[编辑]

  1. ^ 國際こくさい標準ひょうじゅん組織そしきNISTBIPM現在げんざい通常つうじょうてき做法,根據こんきょISO 31てき規則きそく標記ひょうき光波こうはざい真空しんくうてき光速こうそくため在原ありはらさきてき1983ねん建議けんぎうら符號ふごうよう於這用途ようとまいりNIST Special Publication 330, Appendix 2, p. 45页面そん档备份そん互联网档あん
  2. ^ Agilent Basics of Measuring the Dielectric Prop[erties of Materials (PDF). Agilent Technologies Inc. (原始げんし内容ないよう (PDF)そん档于2013-09-26). 
  3. ^ Braun, Charles L.; Smirnov, Sergei N., Why is water blue?, Journal of Chemical Education, 1993, 70 (8): 612 [2009-05-14], (原始げんし内容ないようそん档于2012-04-03) 
  4. ^ Linfeng Chen, V. V. Varadan, C. K. Ong, Chye Poh Neo. Microwave theory and techniques for materials characterization. Microwave electronics. Wiley. 2004: 37 [2009-05-14]. ISBN 0470844922. (原始げんし内容ないようそん于2014-01-01). 
  5. ^ Mailadil T. Sebastian. Dielectric Materials for Wireless Communication. Elsevier. 2008: 19 [2009-05-14]. ISBN 0080453309. (原始げんし内容ないようそん于2014-01-01). 
  6. ^ Costa, Filippo; et al. Waveguide dielectric permittivity measurement technique based on resonant FSS filters. IEEE Microwave and Wireless Components Letters. 2011, 21 (5): 273––275. doi:10.1109/LMWC.2011.2122303. 

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