상대 유전율은 적용되는 단위 전압 당 유전체 재료의 단위 부피당 저장 할 수있는 정적 에너지를 결정하는 특정 유전체 재료의 특성이며, 커패시터 및 커패시턴스 계산에 매우 중요합니다. 유전율은 기호 ε (epsilon)을 사용하여 방정식 내에서 표시됩니다. 그것은 유전체 매체의 전기 극성을 측정합니다.
일반적으로, 유전율이 높은 재료는 유전율이 낮은 물질에 비해 적용된 전기장에 대한 반응으로 더 높아집니다. 따라서 주어진 재료 내에 더 많은 에너지를 저장할 수 있습니다. 유전율과 유전체 상수는 주어진 목적의 대부분에 대해 동일한 의미를 유지하지만이 용어가 다른 의미를 가진 사례가 있습니다.
상대 유출
상대 유전율에 대한 오래된 용어를 유전 상수라고도합니다. 그것은 여전히 자주 사용되지만 최근에는 많은 조직의 표준이 모호성 때문에이를 더 이상 사용하지 못했습니다. 일부 초기 보고서조차도 절대 유전율 ε에이를 사용하고 있습니다. 유전율은 종종 정적 특성으로 선호되지만 주파수 의존적 특성으로 설명 될 수 있습니다. 상대 유전율은 상대 유전율의 값이 복소수 일 때 실제 구성 요소 ε'r을 나타내는 데 사용될 수 있습니다.
상대 유전율은 일반적으로 ε 로 표시됩니다 r ( ω ).
r () =() 0,
여기서 ()는 재료의 복잡한 유전율을 나타냅니다 0은 진공 유전율을 나타냅니다.
상대적으로 유전율은 일반적으로 복잡한 값이없는 차원이없는 숫자입니다. 실제와 상상의 부분은
에 의해 주어집니다r () =r, () –r ,, ()
매체의 상대적 유전율은 또한 동일한 배지의 전기 감수성, χ 와 관련이 있습니다. e , as
ε r ( ω ) =1 + <χ e
일반적으로, 이방성 배지 (예 :비 공동 결정)는 2 위 텐서로서 상대적으로 유전율을 갖는다. 주파수가 0 인 재료의 상대적 유전율은 종종 정적 상대 유전율입니다.
상대 정적 유전율, ε r , 일반적으로 정적 전기장을 측정하는 데 사용됩니다. 처음에는 특정 커패시터의 커패시턴스, c 0은 커패시터 플레이트 사이의 진공에 의해 측정된다. 그 후, 동일한 커패시터 및 플레이트 사이의 동일한 거리를 사용하여 커패시턴스 C는 커패시터 플레이트 사이에 유전체를 배치하여 측정됩니다. 상대 유전율은
로 계산됩니다r =cc0.
위에서 언급 한 수량은 시변 전자기장에 대해 주파수 의존적으로 변환됩니다.
상대 유전율의 적용
상대적 유전율은 커패시터를 설계하는 데 필요한 정보이며, 재료가 아마도 회로로 정전 용량을 유도 할 것으로 예상되는 다양한 조건 및 상황에서. 유전율이 높은 특정 재료가 전기장에 배치된다고 가정하십시오. 이 필드의 값 또는 크기는 해당 특정 유전체의 부피 내에서 내려야합니다. 이 사실은 종종 특정 커패시터 설계의 정전 용량을 높이는 데 사용됩니다. 인쇄 회로 보드 의이 에칭 된 도체 아래의 층은 유전체로 작용합니다.
용매의 상대적 유전율을 사용하여, 용매의 화학적 극성을 상당히 근사화 할 수있다. 예를 들어, 물은 매우 극성 용매이며 293 켈빈의 온도에서 물의 상대적 정적 유전율은 80.10입니다. 비교적, 동일한 293 켈빈에서 비극성 용매 인 N- 헥산의 상대적 정적 유전율은 1.89이다. 이 사실은 다양한 유형의 크로마토 그래피 기술을 만드는 데 사용됩니다.
상대적 유전율은 크로마토 그래피 테스트를 통해 재료를 식별하는 데 적합한 척도를 제공하지만 상관 관계는주의해서 처리되어야합니다. 이러한 예외의 예는 디클로로 메탄과 테트라 하이드로 푸란입니다. 296 켈빈에서, 디클로로 메탄의 상대적 정적 유전율은 9.08이다. 그것은 물에 매우 불용성입니다. 그러나 Tetrahydrofuran의 경우 295 Kelvin의 상대적 정적 유출은 7.52입니다. 따라서, 테트라 하이드로 푸란은 또한 물에 불용성이어야한다. 그러나, 테트라 하이드로 푸란은 분자의 산소 원자가 물 분자와 수소 결합을 형성하기 때문에 물에 매우 용해됩니다.
상대 유전율은 또한 두 개체의 극성을 비교하는 데 사용될 수 있습니다. 그러나 이러한 상관 관계는주의해서 처리되어야합니다. 예를 들어, 아세트산의 상대 유전율은 6.25이고 요오도 에탄의 상대 유전율은 7.62입니다. 요오드 원자는 쉽게 편광 할 수 있습니다. 요오도 에탄의 상대적 유행은 아세트산보다 적어야합니다. 그러나 그렇지 않습니다.
상대 유전율의 중요성
상대적으로 유전율이 높은 재료가 전기장 내에 배치된다고 가정하십시오. 유전체가 차지하는 부피 내부의 전기장의 크기를 측정 할 때, 해당 부피 내의 전기장이 감소된다는 것을 관찰 할 수있다. 이 속성은 커패시턴스가 증가한 특정 커패시터 설계를 만드는 데 중요한 역할을합니다.
더 큰 상대 유전율은 재료가 더 극성이라는 것을 나타냅니다. 상대적 유전율이 낮 으면 재료가 쉽게 극성이 없음을 나타냅니다. 다시 말해, 재료를 편광하기 위해 더 높은 전기장이 필요합니다.
결론
상대 유전율에 대한 오래된 용어를 유전 상수라고도합니다. 그것은 여전히 자주 사용되지만 최근에는 많은 조직의 표준이 모호성 때문에이를 더 이상 사용하지 못했습니다. 일부 초기 보고서조차도 절대 유전율 ε에이를 사용하고 있습니다. 유전율은 종종 정적 특성으로 선호되지만 주파수 의존적 특성으로 설명 될 수 있습니다. 상대 유전율은 상대 유전율의 값이 복소수 일 때 실제 구성 요소 ε'r을 나타내는 데 사용될 수 있습니다.
