25.11:

感受性、誘電率、誘電率

JoVE Core
物理学
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JoVE Core 物理学
Susceptibility, Permittivity and Dielectric Constant
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01:26 min
September 18, 2023

外部電界中に置くと、誘電体は分極します。誘電体材料の電荷密度は、束縛された電荷密度と自由電荷密度の合計によって与えられますが、総電荷密度は全電界で表すこともできます。束縛された電荷密度は分極の観点から測定できるため、電気変位と分極の関係につながります。

Equation1

分極は、線形誘電体の電界に比例します。これにより、無次元量である電気感受率と呼ばれる新しい比例定数が導入されます。電気的感受性は、任意の材料が分極する傾向であり、自由空間ではゼロです。

Equation2

これらの式を解いて、2 次比例定数、または材料の誘電率を求めることができます。

Equation3

材料の誘電率と自由空間の透過率の比により、比誘電率または誘電率と呼ばれる3番目の比例定数が得られます。

Equation4

これは、誘電体媒体がある場合とない場合のコンデンサの静電容量の関係を示すのと同じ比例定数です。自由空間の誘電率の値は 1 です。コンデンサ内に誘電体媒体が存在すると、常にエネルギー貯蔵が増加し、それによって静電容量が増加します。したがって、任意の媒体の誘電率は常に1より大きくなります。