Руководство к лабораторным работам по курсам "Материаловедение и материалы электронных средств", "Материалы и элементы электронной техники", "Материалы электронной техники". Джуплин В.Н - 6 стр.

UptoLike

6
Тогда для дипольно-релаксационной
поляризации (ДР) ε растет с ростом
частоты (рис 1.1, кривая 1).
При высоких частотах ДР
поляризация и ε резко уменьшаются,
начиная с некоторой частоты f
1
, так как
диполи не успевают следовать за
изменением направления поля. На
частотах больших f
2
процесс ДР -
поляризации практически отсутствует.
Остается «работать» только электронная
поляризация. Диэлектрическая проницаемость, как и поляризация неполярных
диэлектриков не зависят от частоты приложенного напряжения в широком
диапазоне частот (линия 2 на рисунке), что объясняется наличием в неполярных
диэлектриках только безинерционной электронной поляризации. Это позволяет
использовать неполярные диэлектрики в технике высоких частот.
Говоря
об использовании диэлектриков в устройствах радио и СВЧ-
диопазонов, надо помнить об особенностях проникновения через них
электромагнитных волн. Согласно теории Максвелла скорость
электромагнитной волны в вакууме
00
1 με= /c
, где ε
0
электрическая
постоянная, равная 8,854 10
-12
Φ/м, а μ
0
магнитная постоянная, равная 4π·10
-7
Г/м. Попадая в вещества, скорость волны
εμ
=
εμμε
=
c
v
00
1
Отношение c/v есть показатель преломления вещества n, следовательно
εμ=n
. Диэлектрикивещества немагнитные, для них μ≈1, поэтому n
2
= ε.
Волна распространяется в диэлектрике медленнее, чем в пустоте и длина волны
λ= vT в веществе меньше, чем λ
0
= cT в пустоте. Поэтому ε = (c/v)
2
= (λ
0
/ λ)
2
.
Волновое сопротивление диэлектрика Z
0
, т.е. отношение модулей
напряженностей полей электрического Е и магнитного Н электромагнитной
волны в диэлектрике (Z
0
= E/H), определяется как
ε
μ
εε
μμ
= 377
0
0
0
Z
.
В полярных диэлектриках, кроме ДР - поляризации, протекает
электронная поляризация и значение ε для них при сравнимых условиях обычно
выше ε неполярных диэлектриков в 2÷3 раза.
В данной работе при определении ε будем вычислять геометрическую
емкость конденсатора. Она определяется отношением заряда на обкладках к
разности их потенциалов Q/U. Для плоского конденсатора
с диэлектриком
d
S
C
εε
=
0
где S –площадь электрода,
1
2
ε
Рис. 1.1