유전율

기사 정보
전자기학
전기 자기 역사 교재
정전학 전하 쿨롱의 법칙 컨덕터 전하 밀도 유전율 전기 쌍극자 모멘트 전기장 전위 전기 플럭스/전위 정전 방전 가우스의 법칙 인덕션 절연체 편광 밀도 정전기 삼각전기
자기 정전기 앙페르의 법칙 비오트-사바르 법칙 가우스의 자기 법칙 자기장 자속 자기 쌍극자 모멘트 투과성 자기 스칼라 퍼텐셜 자화 자력 자기 벡터 퍼텐셜 오른손 법칙
전기역학 로렌츠 힘의 법칙 전자 유도 패러데이의 법칙 렌츠의 법칙 변위 전류 맥스웰 방정식 전자기장 전자기 펄스. 전자파 복사 맥스웰 텐서 포인팅 벡터 리에나르비셰르트 퍼텐셜 제피멘코의 방정식 와전류 런던 방정식 전자기장에 대한 수학적 설명
전기 네트워크 교류 캐패시턴스 직류 전류 전기 분해 전류 밀도 줄 가열 기전력 임피던스 인덕턴스 옴의 법칙 병렬 회로 저항 공명 공동 직렬 회로 전압 도파관
공변량 공식 전자기 텐서 (표준 – 에너지 텐서) 사류 전자파 4전위
과학자 암페르 바이오트 쿨롱 데이비 아인슈타인 패러데이 피조 가우스 헤비사이드 핸리다. 헤르츠 홉킨슨 제피멘코 줄 렌츠 리에나루 로렌츠 맥스웰 노이만 외르스테드 옴 포인팅 리치 사바토 가수. 스타인메츠 테슬라 톰슨 볼타 웨버 비헤르트 포아송
v t

전자기학에서 절대 유전율은 흔히 유전율이라고 불리며 그리스 문자 엡실론(epsilon)으로 표현되는 유전체의 전기 분극률의 척도이다.유전율이 높은 재료는 유전율이 낮은 재료보다 인가된 전계에 따라 분극이 심해져 재료 내에 에너지를 더 많이 축적한다.정전학에서 유전율은 콘덴서의 캐패시턴스를 결정하는 데 중요한 역할을 한다.

가장 간단한 예에서는 인가된 전계 E에 기인하는 전위변위장 D는 다음과 같다.

$\displaystyle \mathbf {D} = \varepsilon \mathbf {E} .}$

더 일반적으로, 유전율은 상태의 ^[1]열역학적 함수이다.적용되는 필드의 주파수, 크기 및 방향에 따라 달라질 수 있습니다.유전율의 SI 단위는 파라드/미터(F/m)입니다.

유전율은 절대 유전율 θ와 진공 유전율₀ θ의 비율인 상대 유전율 θ로_r 나타나는 경우가 많습니다.

${\displaystyle {}_{}}$= ${\displaystyle \epsilon \frac{}{}}$ r${\displaystyle {}_{}}$=$$ 0 \$displaystyle$ \ kappa = \ $varepsilon$_ { \$mathrm${ r } =$frfr frac$ { \ varepsilon$}$ { \ $varepsilon$_ { 0$$} } 。

이 무차원량은 유전율이라고도 불리며 모호하게도 불린다.절대 유전율 및 상대 유전율에서 흔히 볼 수 있는 또 다른 용어는 유전율입니다.^[3] 유전율은 화학뿐만 아니라 물리학, 공학에서도^[2] 사용되지 않습니다.

정의상 완전 진공의 상대 유전율은 정확히 1이지만 STP에서는 공기의 상대 유전율은 θ_air 1 1.0006입니다.

상대 유전율은 다음과 같이 전기 자화율(θ)과 직접 관련이 있습니다.

$\displaystyle \chi = \kappa -1$

그렇지 않으면 로 써 있다.

$\displaystyle \varepsilon =\varepsilon _{\mathrm {r}\varepsilon _{0}=(1+\chi)\varepsilon _{0}$

단위

유전율의 표준 SI 단위는 파라드/미터(F/m 또는 F/m⁻¹)^[4]입니다.

$디스플레이 스타일F}} {\text{m}} = frac {\text}C}}{\text{\text}V}} {\cdot } {\text{m}}}} = flac {{\text{}C}} {{2}} {\text{N}}{\cdot}{\text{m}^{2}}=cdfrac{\text{}C}} {{2} {\cdot } {\text {s} {{2}} {\text {kg}} {\cdot } {\text {m} {3}}$

설명.

전자기학에서 전위변위장 D는 전계 E의 존재에 기인하는 소정의 매체 중의 전하의 분포를 나타낸다.이 분포에는 전하 이동 및 전기 쌍극자 방향 전환이 포함됩니다.전기장 변화에 "즉시" 반응하는 선형, 균질, 등방성 소재의 매우 단순한 경우 유전율과의 관계는 다음과 같다.

$\displaystyle \mathbf {D} = \varepsilon \mathbf {E} }$

여기서 유전율 θ는 스칼라입니다.매질이 이방성일 경우 유전율은 두 번째 등급 텐서이다.

일반적으로 유전율은 매질 내의 위치, 적용되는 필드의 주파수, 습도, 온도 및 기타 파라미터에 따라 달라질 수 있으므로 상수가 아닙니다.비선형 매체에서 유전율은 전계의 강도에 따라 달라질 수 있다.주파수의 함수로서의 유전율은 실수값 또는 복소값을 취할 수 있습니다.

SI 단위에서 유전율은 미터당 패러드(F/m 또는² A·s⁴·kg⁻¹·m⁻³) 단위로 측정된다.변위장 D는 평방미터당 쿨롬(C/m²) 단위로 측정되며, 전장 E는 미터당 볼트(V/m) 단위로 측정됩니다.D와 E는 대전된 물체 간의 상호작용을 기술합니다.D는 이 상호작용과 관련된 전하 밀도와 관련이 있는 반면, E는 힘과 전위차와 관련이 있다.

진공 유전율

진공은 유전율 ε0(또한 자유로운 우주나 전기 상수의 유전율이라 불리는)비율.mw-parser-output .sfrac{white-space:nowrap}.mw-parser-output.sfrac.tion,.mw-parser-output.sfrac .tion{디스플레이:inline-block, vertical-align:-0.5em, font-size:85%;text-align:센터}.mw-parser-output.sfrac .num,.mw-parser-output.sfrac .den{.디스플레이:블록, line-height:1em, 마진:자유 공간에 00.1em}.mw-parser-output.sfrac .den{border-top:1px 고체}.mw-parser-output .sr-only{국경:0;클립:rect(0,0,0,0), 높이:1px, 마진:-1px, 오버 플로: 숨어 있었다. 패딩:0;위치:절대, 너비:1px}D/E.쿨롱력 상수에도 나타나지만

${\displaystyle k_{\text{e}}=blac{1}{4\pi\varepsilon_{0}}}$

그 가치는^[5][6]

$\displaystyle \varepsilon _{0}\{stackrel {mathrm {def} {=}\{frac {1}{c_{0}{0}\mu _{0}\약 8.854,13,8128(13)\times 10^{-122}{\text {F/m}}}}}$

어디에

• c는₀ 자유 ^[a]공간에서의 빛의 속도이다.
• θ는₀ 진공 투과율이다.

상수₀ c와₀ μ는 모두 2019년 SI 기준 단위를 재정의할 때까지 정확한 수치를 가지도록 SI 단위로 정의되었다.따라서 그 시점까지 ${\displaystyle \frac{\theta }{}}$는₀ 1 c ${\displaystyle \frac{{\mathrm{}}_{}^{}}{}}$ ${\displaystyle \frac{{}_{}^{}{}_{}}{}}$ ${\displaystyle \frac{{\mu \mathrm{}}_{}}{}}$ 0 ${\displaystyle \frac{{}_{}}{}}$ ${\displaystyle 1\frac{\mathrm{}}{}}$ ${\displaystyle \frac{35}{}}$ 950 ${\displaystyle \frac{207}{}}$ 149${\displaystyle \frac{.472}{}}$ ${\displaystyle \frac{7056}{}}$ ${\displaystyle \text{π}\frac{}{}}$ F${\displaystyle \text{/m}}${ {$tfrac${1} {$c_{$0} {$mu$_ {0} =$tfrac {1}$ {$35, display$, $207, 70}$ {$text}$ {text$}$}이라고 할 수 있습니다.반대로 암페어는 2019년 이전에 측정된 양이었지만, 그 이후 암페어는 정확히 정의되었고 실험적으로 측정된 양(결과적 불확실성 포함)인₀ μ이기 때문에 2019년 새로운 정의도₀ 마찬가지이다(c는₀ 2019년 이전과 이후 정확히 정의됨).

상대 유전율

균질 물질의 선형 유전율은 일반적으로 자유 공간의 상대 유전율 δ(유전체_r 상수라고도 함)로 주어집니다. 이 용어는 폐지되며 때로는 정적, 0 주파수 상대 유전율만을 가리킵니다.이방성 재료는 상대 유전율이 텐서일 수 있어 복굴절을 발생시킨다.그런 다음 상대 유전율에 θ를₀ 곱하여 실제 유전율을 계산합니다.

$\displaystyle \varepsilon =\varepsilon _{\mathrm {r}\varepsilon _{0}=(1+\chi)\varepsilon _{0}$

여기서 ((흔히 )로_e 표기됨)은 재료의 전기적 감수성입니다.

감수성은 유도 유전체 분극 밀도 P에 관련된 비례 상수(텐서일 수 있음)로 정의되며 다음과 같이 정의된다.

${\displaystyle \mathbf {P} =\varepsilon _{0}\chi \mathbf {E},}$

여기서 θ는₀ 자유 공간의 전기 유전율이다.

매질의 감수성은 그 상대적 유전율과 관련이 있다_r †

$\displaystyle \chi = \varepsilon _{\mathrm {r} }-1.}$

그래서 진공상태의 경우,

$\displaystyle \chi = 0.}$

감수성은 클라우시우스-모소티 관계에 의한 매질 내 개별 입자의 분극성과도 관련이 있다.

전기 변위 D는 편광 밀도 P와 다음과 같이 관련됩니다.

$\displaystyle \mathbf {D} =\varepsilon _{0} \mathbf {P} +\mathbf {P} =\varepsilon _{\mathrm {r} =\varepsilon _0} {0} .mathb}$

매체의 유전율 θ와 투과율 θ는 함께 해당 매체를 통과하는 전자파 방사선의 위상 속도 v = c/n을 결정한다.

$(\displaystyle \varepsilon \mu = scapfrac {1}{v^{2}}).}$

실용적인 응용 프로그램

캐패시턴스 결정

콘덴서의 캐패시턴스는 설계와 아키텍처를 기반으로 하며, 이는 충전과 방전에 따라 변경되지 않음을 의미합니다.병렬 플레이트 캐패시턴스의 캐패시턴스 공식은 다음과 같이 기술됩니다.

${\displaystyle C=\varepsilon\\frac {A}{d}}$

$여기$서$$\$displaystyle$A는$$ 1개의 플레이트의 면적, $\displaystyle$d는$$ 플레이트 간의 거리,$\delta {\displaystyle }$\$displaystyle\varepsilon$은 두 플레이트 사이의 매체의 유전율입니다.상대 유전율$\theta {\displaystyle }$(\$displaystyle \kappa$의 콘덴서는 다음과 같이 말할 수 있습니다.

${\displaystyle C=\kappa\varepsilon_{0}{\frac {A}{d}}$

가우스의 법칙

유전율은 가우스의 법칙을 통해 전기 플럭스(및 확장 전계)와 연결됩니다.가우스의 법칙은 닫힌 가우스 표면의 경우, S는

${\displaystyle \Phi _{E}=varepsilon _{0}}=\point _{S}\mathbf {E} \cdot \mathrm {d} \mathbf {A} }$

여기서 ${\displaystyle {\delta }_{}}$E {\$displaystyle \Phi$ _${E}}$는 표면을 통과하는 순 전기 $,$ Q enc {\$displaystyle Q_{\text{$enc$$}}}는 가우스 표면에 $포함$된 전하$,$E {\displaystyle $\mathbf${E$$$}}$는 표면의 특정 지점의 전계 $,$ $D디스플레이 스타일$ \$mathma$ rm {drm}은 {$d}$입니다.$thbf {A} }$은(는) 가우스 표면의 미분 영역 벡터입니다.

가우스 표면이 절연된 대칭 전하 배치를 균일하게 감싸고 있는 경우 공식은 다음과 같이 단순화할 수 있습니다.

${\displaystyle EA\cos(\theta)=varepsilon {Q_{\text{enc}}{\varepsilon _{0}$

여기서$\delta {\displaystyle }$(\$displaystyle \theta)$는 전계선과 S에 대한 표준(수직) 사이의 각도를 나타냅니다$$.

모든 전계선이 90°에서 표면을 가로지르는 경우 공식은 다음과 같이 더욱 단순화할 수 있습니다.

${\displaystyle E=black {Q_{\text{enc}}{\varepsilon _{0}A}}}$

구의 표면적이 4µ ${\displaystyle {}^{}}$ $({$ 4$\pi$ r$^{2$이므로 균일하고 구형 전하 배치로부터 $거리{\displaystyle }$r({$디스플레이 스타일$r})의$$ 전계는

${\displaystyle E=blac {Q}{\varepsilon _{0}A}}=flac {Q}{\varepsilon _{0}\left(4\pi r^{2}\right)}}=blac {Q}{4\pi \varepsilon _{0}r^{2}}=blac {kQ}{r^{2}}$

$여기$서$$k(\$displaystyle$ k$)$는 쿨롱 상수${\displaystyle 9.}$0×$F(\$displaystyle$\sim$ 9.$0\times$ 10$^{9}\\text{$$m}}/{\text$})입니다.$F}}}).$이 공식은 점전하, 전도구 또는 셸 외부, 균일하게 대전된 절연구 외부 또는 구형 콘덴서의 플레이트 사이에 있는 전장에 적용됩니다.

분산 및 인과관계

일반적으로, 물질은 적용된 장에 반응하여 순간적으로 분극할 수 없으며, 따라서 시간의 함수로서 더 일반적인 공식은

$\displaystyle \mathbf {P}(t)=\varepsilon _{0}\int _{-\infty }^{t}\chi \left(t-t'\right)\mathbf {E} \left(t'\right)\d.}$

즉, 편광은 δ(δt)에 의해 주어진 시간 의존적 감수성을 갖는 이전 시간의 전계 회전이다.이 적분의 상한을 무한대로 확장할 수 있습니다. 단, δt < 0에 대해 δ(δt) = 0을 정의하는 경우입니다.순간 응답은 디랙 델타 함수 감수성 δ(Dirac delta) = δ(Dirac delta)에 대응합니다.

시간에 대한 푸리에 변환을 취하여 이 관계를 주파수의 함수로 쓰면 편리합니다.컨볼루션 정리 때문에 적분은 단순한 곱이 된다.

$\displaystyle \mathbf {P}(\obega)=\varepsilon _{0}\chi(\obega)\mathbf {E}(\obega)}$

이 주파수 의존성은 유전율의 주파수 의존성으로 이어집니다.주파수에 대한 민감도의 모양은 재료의 분산 특성을 특징짓습니다.

더욱이 편광은 이전 시간에만 전장에 의존할 수 있다는 사실(즉, 인과 관계의 결과인 δt < 0의 경우 효과적으로 δ(δt) = 0)은 감수성 δ(0)에 크래머스-크로니그 제약을 가한다.

복소 유전율

진공의 반응과는 달리, 외부 장에 대한 일반 재료의 반응은 일반적으로 장 주파수에 따라 달라집니다.이 주파수 의존성은 전계를 가해도 물질의 편광은 순간적으로 변하지 않는다는 사실을 반영한다.반응은 항상 인과적이어야 하며(적용된 필드 뒤에 표시됨) 위상차로 나타낼 수 있습니다.이러한 이유로 유전율은 종종 적용된 필드의 (각) 주파수 θ의 복잡한 함수로 취급됩니다.

$(\displaystyle\varepsilon\rightarrow\hat\varepsilon}}(\mega)}$

(복소수에서는 규모와 위상을 지정할 수 있기 때문입니다).따라서 유전율의 정의는

${\displaystyle D_{0}e^{-i\Omega t}={varepsilon }}}(오메가)E_{0}e^{-i\omega t}}$

어디에

• D와₀₀ E는 각각 변위와 전장의 진폭이다.
• i는 허수 단위, i² = -1이다.

정전기장에 대한 매체의 응답은 유전율의 저주파 한계(정전율 δ라고도_sDC 함)로 설명됩니다.

${\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {s}}=\lim _{\obega \rightarrow 0}{\hat \varepsilon }}}(오메가)}$

고주파수 한계(광주파수)에서 복소 유전율은 일반적으로 δ_∞(또는 때때로 δ_opt^[10])라고 불립니다.플라즈마 주파수 이하에서 유전체는 전자 가스 거동과 함께 이상적인 금속으로 작용합니다.정적 유전율은 저주파수의 교대로의 필드에 대한 적절한 근사치이며 주파수가 증가하면 D와 E 사이에 측정 가능한 위상차 θ가 나타납니다.위상 편이가 두드러지는 빈도는 온도와 매체의 세부 사항에 따라 달라집니다.중간 전계 강도(E₀)의 경우 D와 E는 비례합니다.

${\displaystyle {\hat {\varepsilon } = flac {D_{0}} = \varepsilon e^{-i\display} }$

교대장에 대한 재료의 응답은 복잡한 유전율에 의해 특징지어지기 때문에 다음과 같은 방식으로 관례에 따라 실제 부분과 가상의 부분을 분리하는 것이 자연스럽다.

$\displaystyle \hat \varepsilon \((오메가)\varepsilon \(오메가)-i\varepsilon \(오메가)=\left \frac {D_{0}}{E_{0}}\left(\cos \cos \sin \sin \right)}$

어디에

• 유전율의 실부분은 δδ이다.
• δθ는 유전율의 허수 부분이다.
• θ는 손실 각도입니다.

시간 의존성에 대한 부호의 선택^−iωt e는 유전율의 가상 부분에 대한 부호 규약을 규정한다.여기서 사용되는 부호는 물리학에서 일반적으로 사용되는 부호와 일치하지만, 공학적 규약의 경우 모든 상상의 양을 반전시켜야 합니다.

복소 유전율은 여러 주파수에서 발생하는 분산 현상을 중첩하여 기술하기 때문에 일반적으로 주파수 δ의 복잡한 함수입니다.유전체 함수 δ(θ)는 양의 가상 부분을 가진 주파수에 대해서만 극성을 가져야 하며, 따라서 크래머-크로니그 관계를 만족시킨다.그러나 실제로 자주 연구되는 좁은 주파수 범위에서 유전율은 주파수에 의존하지 않거나 모델 함수에 의해 근사될 수 있습니다.

소정의 주파수에서 허수부 θθ는 양수이면 흡수손실, 음수이면 이득으로 이어진다.보다 일반적으로 이방성 유전체 텐서의 고유값의 가상 부분을 고려해야 한다.

고체의 경우 복소 유전 함수는 밴드 구조에 밀접하게 접속되어 있다.결정성 물질의 전자 구조를 특징짓는 1차량은 광자 흡수 확률이며, 이는 광학 유전체 함수 δ(θ)의 허수 부분과 직접 관련이 있다.광유전체 함수는 다음과 같은 ^[11]기본식으로 제공됩니다.

$(\displaystyle \varepsilon (\o메가)=1+{\frac {8\pi ^{2}e^{2}}{m^{2}}}\sum_{c,v}\int W_{c,v}(E){\bigl (}\var pi (\hbar \o메가 - E)-\vigi (\hO메가 + \rmega {E})$

이 식에서 W(E)는_c,v ^[12][13]상태들의 결합 밀도_c,v J(E)를 갖는 에너지 E에서의 Brilouin 구역 평균 전이 확률의 곱을 나타내고, θ는 에너지 ^[14]수준을 스멀링하는 산란 역할을 나타내는 확대 함수이다.일반적으로 확폭은 로렌츠와 ^[15][16]가우스 사이의 중간이며, 합금의 경우 나노미터 척도의 국부 조성의 통계적 변동으로 인한 강한 산란이 있기 때문에 가우스에 다소 가깝습니다.

장력 유전율

자화 플라즈마의 드루드 모델에 따르면 축방향으로 자화된 반도체에서 밀리미터 및 마이크로파 주파수의 교류 전계와의 상호작용을 고려한 보다 일반적인 표현은 유전율을 비대각 ^[17]텐서로 표현해야 한다.(전기 계율 참조).

${\displaystyle \mathbf {D}(\obega)=varepsilon _{1}&-i\varepsilon _{2}&0\varepsilon _{1}&0&\varepsilon _{z}&\endmathabatrix}{1}&i\varepsilon _{2}&\varepsilon _{vmatrix}$

δ가₂ 소실되면 텐서는 대각선이지만 항등식에 비례하지 않으며, 매질은 단축 결정과 유사한 성질을 가진 단축 매체라고 한다.

재료의 분류

유전율에 따른 물질 분류

εr″/εr′	현재의 전도	들판 전파
0		완전 유전체 무손실 매체
≪ 1	저전도성 재료 불량 도체	저손실 매체 양유전체
≈ 1	손실 전도 재료	손실 전파 배지
≫ 1	고전도성 재료 좋은 전도체	고손실 매체 불량 유전체
∞	완전 도체

재료는 그 실제 성분과 가상의 성분(또는 후자의 경우 전도율, θ)을 비교하여 복소값 유전율 θ에 따라 분류할 수 있다.완전도체는 무한전도율 θ = θ를 가지며, 완전유전체는 전혀 전도율이 없는 재료인 θ = 0이다. 이 완전유전율(또는 가상성분이 0인 복소치 유전율)은 무손실 ^[18]매체와도 관련된다.일반적으로 δ/δ δ δ 1을 저손실 유전체(정확히 무손실은 아니지만)로 간주하는 반면 δ/δ δ 1은 양호한 도체와 관련지어지기 때문에 전자파의 전파를 억제하는 손실이 크기 때문에 손실 매체라고도 한다.어느 한도에 해당하지 않는 소재는 일반 매체로 간주됩니다.

손실 매체

손실 매체의 경우, 즉 전도 전류가 무시할 수 없는 경우 흐르는 총 전류 밀도는 다음과 같습니다.

${\displaystyle J_{\text{tot}}}=J_{\mathrm {c}+J_{\mathrm {d}}=\color E+i\Omega \varepsilon 'E=i\Omega \varepsilon }}}E}$

어디에

• θ는 매체의 전도율이다.
• ${\displaystyle {\mathrm{itt}}^{}}$ ${\displaystyle =}$ ${\displaystyle {0\mathrm{}}_{}}$ ${\displaystyle {}_{}{}_{}}$ r \ displaystyle \ $varepsilon$ ' = \ $varepsilon _$ { 0 } \ $varepsilon _${ r$$} 은 유전율의 실부분이다.
• ${\displaystyle \stackrel{}{}^}$ =${\displaystyle {}^{}=}$ ${\displaystyle i}$ - $display$（ $displaystyle$\ $hat$ \ varepsilon } = \ $varepsilon '$- i \ varepsilon$$' ）는$$ 복소 ${\displaystyle \stackrel{}{\mathrm{유전율}}}$입니다.

이것은 복소공역 애매성의 전기공학적 규약을 사용하고 있습니다.물리/화학 규약은 이러한 방정식의 복소공역 규약을 포함합니다.

변위 전류의 크기는 인가 필드 E의 주파수 θ에 따라 달라지며, 일정한 필드에는 변위 전류가 없습니다.

이 형식주의에서 복소 유전율은 다음과 ^[19][20]같이 정의된다.

$(\displaystyle {\hat {varepsilon }}=\left(1-i440frac}{\obe \varepsilon '}})=\varepsilon '-i440frac'{\obe }}}$

일반적으로 유전체에 의한 전자파 에너지의 흡수는 주파수의 함수로서 유전율의 형태에 영향을 미치는 몇 가지 다른 메커니즘에 의해 다루어진다.

• 첫째, 영구 및 유도 분자 쌍극자와 관련된 완화 효과입니다.저주파에서는 필드가 측정 가능하게 변화하기 전에 쌍극자가 평형에 도달할 수 있을 정도로 필드가 천천히 변화합니다.매체의 점도로 인해 쌍극자 방향이 적용된 필드를 따를 수 없는 주파수의 경우, 필드 에너지의 흡수는 에너지 소산으로 이어집니다.쌍극자 이완 메커니즘은 유전체 이완이라고 불리며 이상적인 쌍극자는 고전적인 데비 이완으로 설명됩니다.
• 두 번째는 원자, 이온 또는 전자의 회전이나 진동에서 발생하는 공명 효과입니다.이러한 과정은 특징적인 흡수 주파수 부근에서 관찰된다.

위의 효과는 종종 콘덴서 내에서 비선형 효과를 일으키기 위해 결합됩니다.예를 들어, 유전체 흡수는 장시간 충전된 콘덴서가 잠시 방전되었을 때 완전히 방전되지 않는 것을 말합니다.이상적인 캐패시터는 방전 후에도 0V로 유지되지만 실제 캐패시터에서는 소량의 전압이 발생하며, 이러한 현상을 소킹 또는 배터리 동작이라고도 합니다.많은 고분자 필름과 같은 일부 유전체의 경우 결과 전압이 원래 전압의 1~2% 미만일 수 있습니다.그러나 전해 캐패시터 또는 슈퍼 캐패시터의 경우 최대 15~25%가 될 수 있습니다.

양자역학적 해석

양자역학의 관점에서, 유전율은 원자 및 분자 상호작용으로 설명된다.

저주파에서는 극성 유전체의 분자가 인가된 전계에 의해 편광되어 주기적인 회전을 유도한다.예를 들어 극초단파 주파수에서 극초단파장은 수소 결합을 끊기에 충분한 물 분자의 주기적인 회전을 일으킨다.장(場)은 결합에 대해 작용하며 에너지는 열로서 물질에 흡수됩니다.이것이 전자레인지가 물을 포함한 물질에 매우 잘 작동하는 이유이다.물의 상상 성분(흡수 지수)에는 마이크로파 주파수와 원 자외선(UV) 주파수의 두 가지 최대값이 있습니다.이 두 공명 모두 전자레인지의 작동 주파수보다 높은 주파수입니다.

적당한 주파수에서 에너지는 회전을 일으키기에는 너무 높지만 전자에 직접 영향을 미치기에는 너무 낮으며 공명 분자 진동의 형태로 흡수됩니다.물속에서는 흡수지수가 급격히 떨어지기 시작하고, 가상 유전율의 최소값은 푸른 빛의 주파수(광학적 상태)이다.

고주파수(UV와 그 이상)에서는 분자가 긴장을 풀지 못하고 에너지가 원자에 의해 순수하게 흡수되어 전자 에너지 수준을 들뜨게 합니다.따라서 이러한 주파수는 이온화 방사선으로 분류된다.

이제 완전한 ab 초기(즉, 제1원칙) 모델링을 수행할 수 있지만, 아직 널리 적용되지는 않았다.따라서, 현상학적 모델은 실험 행동을 포착하는 적절한 방법으로 받아들여진다.Debye 모델과 Lorentz 모델은 각각 1차 및 2차 일괄 시스템 파라미터 선형 표현(RC 및 LRC 공진 회로 등)을 사용합니다.

측정.

물질의 상대 유전율은 다양한 정전기 측정으로 확인할 수 있습니다.복합 유전율은 10 ~ 10¹⁵ 헤르츠에서⁻⁶ 약 21 차수의 크기를 포함하는 다양한 유전체 분광법을 사용하여 광범위한 주파수에 걸쳐 평가된다.또, 크라이오스타트 및 오븐을 이용하는 것으로, 배열을 넘는 매체의 유전 특성을 특징지을 수 있다.이러한 다양한 들뜸 필드의 시스템을 연구하기 위해 각각 특정 주파수 범위에 적합한 다수의 측정 설정이 사용된다.

다양한 마이크로파 측정 기법이 Chen 등에 개략적으로 설명되어 있다.^[21]도체 평면 사이에 퍽 재료를 사용하는 Hakki-Coleman 방법의 일반적인 오차는 약 0.3%^[22]이다.

• 저주파 시간 영역 측정(10⁻⁶~10Hz³)
• 저주파 주파수 영역 측정(10⁻⁵~10Hz⁶)
• 반사 동축 방식(10⁶~10Hz¹⁰)
• 변속기 동축 방식(10⁸~10Hz¹¹)
• 준광학법(10⁹~10Hz¹⁰)
• 테라헤르츠 시간 영역 분광법(10¹¹~10Hz¹³)
• 푸리에 변환 방식(10¹¹~10Hz¹⁵)

적외선 및 광학 주파수에서 일반적인 기술은 타원 측정법입니다.이중 편파 간섭계는 광학 주파수에서 매우 얇은 필름의 복합 굴절률을 측정하는 데도 사용됩니다.

광주파수에서의 유전체 텐서의 3D 측정에는 유전체 텐서 단층촬영[2]을 사용할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

• 음향 감쇠
• 밀도 함수 이론
• 전장 선별
• 그린쿠보 관계
• 그린의 함수(다체 이론)
• 선형 반응 함수
• 브라운 회전 운동
• 전자 투과성

메모들

레퍼런스

추가 정보

• C. J. F. Botcher, O. C. von Belle & Paul Bordewijk(1973) 전기편광 이론: 유전체 편광, 볼륨 1, (1978) 볼륨 2, Elsevier ISBN 0-444-41579-3.
• Arthur R. von Hippel(1954) 유전체 및 파동 ISBN 0-89006-803-8
• Arthur von Hippel 편집자(1966) 유전체 재료와 응용: 22명의 기고가 ISBN 0-89006-805-4에 의한 논문.

외부 링크

• 전자학, 온라인 교과서의 한 장