电容率的电容率

如题所述

表征电介质极化性质的宏观物理量。又称介电常量。定义为电位移D和电场强度E之比,D=εΕ,ε的单位为法拉/米(F/m)。电介质的电容率ε与真空电容率ε0之比称为该电介质的相对电容率 εr ,εr=ε/ε0是无量纲的纯数,εr与电极化率χe的关系为εr=1+χe。
线性各向同性电介质的电容率是标量,比较简单;非线性电介质(如铁电体)的电容率表示式是很复杂的 ;各向异性电介质(如某些晶体)的电容率则要用张量表示(见电极化强度)。电容率除取决于电介质本身的性质外,还与温度及电磁场变化的频率有关。
相对电容率 εr 的数值等于同一电容器中充满均匀电介质时的电容C与真空时的电容C0之比,即εr=C/C0。电容率的名称即来源于此 。用较大εr 的电介质充填电容器,可以减小电容器的体积和重量(见电容器)。 电容率又称介电常数(或相对介电常数),测定在一个电容两电极之间和周围全部只有绝缘油充满时的电容与同样电板的真空电容之比。不同绝缘油具有不同电容率,电容率通常随温度和频率而发生变化,在实际使用中,要求电容器的电容率随温度和频率变化越小越好。如果电容器的电容率变化较然而,失去安全感,应采取相应的措施。
真空电容率 真空电容率(vacuumpermittivity)是一个重要且基本的物理常数,又称为真空介电常数。
本身是一个精确值,不存在不确定度,其大小等于ε0=1/(μ0×c^2),其中μ0为真空磁导率,c为真空中光速,因为这两者的值都是精确值,所以ε0也是精确值。μ0=4π×10-7N/A^2,c=299792458m/s,所以可算出ε0≈8.854187817×10-12F/m,注意,这里的“≈“并不是因为不精确,而是因为ε0的精确值是一个无理数,这个无理数的本身的大小是确定的。
在国际单位制里,常数和都是准确值(参阅NIST)。所以,关于米或安培这些物理量单位的数值设定,不能采用定义方式,而必须设计精密的实验来测量计算求得。由于是个无理数,的数值只能够以近似值来表示。
真空电容率也出现于库仑定律,是库仑常数的一部份。所以,库仑常数也是一个准确值
对于线性介质,电容率与真空电容率的比率,称为相对电容率,请注意,这公式只有在静止的、零频率的状况才成立。对于异向性材料,相对电容率是个张量。

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