Диэлектрическая постоянная: общие материалы и решения
Диэлектрическая проницаемость распространенных материалов
|
Материал |
Диэлектрическая постоянная |
|
Воздух |
1.00058986±0.00000050 |
|
Аммиак |
26, 22, 20, 17 (-80, -40, 0, +20 °C) |
|
Титанат меди кальция |
>250,000 |
|
Дисульфид углерода |
2.6 |
|
Бетон |
4.5 |
|
Конъюгированные полимеры |
1,8-6 до 100 000 |
|
Алмаз |
5.5-10 |
|
Электроактивные полимеры |
2-12 |
|
Этиленгликоль |
37 |
|
12.4 |
|
|
10-15 |
|
|
158.0-2.3 (0-21 °C) |
|
|
175, 134, 111, 83.6 |
|
|
Пероксид водорода |
128 водный-60 |
|
Меламиновая смола |
7.2-8.4 |
|
Метанол |
30 |
|
Слюда |
3-6 |
|
Натуральный каучук |
7 |
|
Бумага, печать |
1,4 (200 кГц) |
|
Полиэтилен/XLPE |
2.25 |
|
2.1 |
|
|
Пирекс(стекло) |
4.7 (3.7-10) |
|
Соль |
3-15 |
|
Сапфир |
8,9-11,1 (анизотропный) |
|
11.68 |
|
|
Диоксид кремния |
3.9 |
|
7-8 (поликристаллический, 1 МГц) |
|
|
Силиконовый каучук |
2.9-4 |
|
Серная кислота |
84-100 (20-25 °C) |
|
Вакуум |
1 |
|
Вода |
87.9, 80.2, 55.5 |
Примечание: Указанные выше диэлектрические константы измерены при комнатной температуре при частоте 1 кГц. [1]
Диэлектрические постоянные распространенных растворителей
|
Растворитель |
Диэлектрическая постоянная |
Температура |
|
Ацеталь |
3.7 - 3.9 |
298 K (25 °C) |
|
Уксусная кислота |
6.2 |
293 K (20 °C) |
|
Ацетон |
20.7 |
298 K (25 °C) |
|
Ацетонитрил |
37.5 |
293 K (20 °C) |
|
Акрил |
2.1-3.9 |
298 K (25 °C) |
|
Бензол |
2.3 |
298 K (25 °C) |
|
Дихлорметан |
9.1 |
293 K (20 °C) |
|
Диэтиловый эфир |
4.3 |
293 K (20 °C) |
|
Диметилформамид (DMF) |
36.7 |
298 K (25 °C) |
|
Этанол |
24.3 |
298 K (25 °C) |
|
Эфир |
4.3 |
293 K (20 °C) |
|
Фторсодержащий хладагент R-12 |
2 |
298 K (25 °C) |
|
Фторсодержащий хладагент R-22 |
2 |
298 K (25 °C) |
|
Формамид |
109 |
293 K (20 °C) |
|
Жидкий аммиак |
17 |
273 K (0 °C) |
|
Метанол |
32.7 |
298 K (25 °C) |
|
Нитрометан |
35.9 |
303 K (30 °C) |
|
Тетрагидрофуран (THF) |
7.6 |
298 K (25 °C) |
|
Вода |
78.4 |
298 K (25 °C) |
Диэлектрическая постоянная: Вопросы и ответы
1. Что такое диэлектрическая проницаемость?
Диэлектрическая постоянная, также известная как относительная проницаемость, измеряет способность вещества накапливать электрическую энергию в электрическом поле. Она сравнивает способность материала изолировать заряды по сравнению с вакуумом.
2. Как рассчитывается диэлектрическая проницаемость?
Она определяется путем деления емкости конденсатора, заполненного веществом, на емкость того же конденсатора в вакууме или воздухе. Математически это выражается как ε = C/C₀, где ε - диэлектрическая проницаемость, C - емкость с веществом, а C₀ - емкость в вакууме.
3. Диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая прочность - это одно и то же?
Нет, это разные понятия. Диэлектрическая проницаемость измеряет способность материала накапливать электрическую энергию, а диэлектрическая прочность указывает на максимальное электрическое поле, которое может выдержать материал, прежде чем произойдет электрический пробой.
4. Почему важна диэлектрическая проницаемость?
Она имеет решающее значение в различных областях, особенно при определении поведения материалов в электрических полях, при проектировании конденсаторов, для понимания эффектов сольватации в химии и для анализа свойств материалов в электронике.
5. Что влияет на диэлектрическую проницаемость?
Такие факторы, как молекулярная структура, полярность и взаимодействие между молекулами, существенно влияют на диэлектрическую проницаемость вещества. Полярные вещества обычно имеют более высокие диэлектрические константы, чем неполярные.
6. Может ли диэлектрическая проницаемость меняться в зависимости от температуры и давления?
Да, диэлектрическая проницаемость может меняться при изменении температуры и давления. Изменения этих параметров могут повлиять на молекулярные взаимодействия и, как следствие, на способность вещества накапливать электрический заряд.
7. Как диэлектрическая проницаемость влияет на сольватацию?
Диэлектрическая проницаемость влияет на способность растворителя растворять ионные соединения. Растворители с высокой диэлектрической проницаемостью отлично подходят для растворения солей и полярных молекул благодаря своей способности разделять и стабилизировать ионы.
8. Каковы некоторые практические применения диэлектрических констант?
Диэлектрические константы находят применение в различных отраслях, включая электронику для разработки конденсаторов, выбор растворителей в химии, материаловедение для понимания свойств материалов и изучение биомолекулярных взаимодействий.
Ссылки:
[1] Относительная проницаемость. (2023, 23 ноября). В Википедии. https://en.wikipedia.org/wiki/Relative_permittivity
