,

де С₀ – величина ємності конденсатора при наявності вакууму між електродами.

Відносна діелектрична проникність e_r є відношенням ємності конденсатора з діелектриком між обкладинками до ємності конденсатора з вакуумом. Більшість діелектриків характеризуються лінійною залежністю електричного зміщення від напруженості електричного поля, яке створюється в діелектрику.

Особливу групу складають діелектрики, в яких зі зміною напруженості поля зміщення відбувається нелінійно. Такі діелектрики називаються сегнетоелектриками. Вперше це явище було виявлено у сегнетової солі (NaKC₄ H₄ O₆ 4H₂ O).

Залежність діелектричної проникності від температури характеризується температурним коефіцієнтом діелектричної проникності.

,

при малих приростах

Вказує, як зміниться відносна діелектрична проникність при зміні температури на 1[К].

Залежність діелектричної проникності від тиску характеризується виразом:

при малих приростах р можлива формула:

Висновок: діелектрична проникність дозволяє виконати кількісну оцінку властивостей різних типів діелектричних матеріалів

Основні види поляризації діелектриків

Існує два основних види поляризації:

1. Поляризація під дією електричного поля – практично миттєва, пружна, без розсіювання енергії та без виділення тепла. До цього виду поляризації відносяться електронна та іонна поляризації.

2. Поляризація, яка здійснюється не миттєво, а з повільним нарощуванням та спадом, що супроводжується розсіюванням енергії в діелектрику, а відповідно з його нагрівом. Такий вид поляризації називається релаксаційною поляризацією.

Особливим механізмом володіє резонансна поляризація, яка виникає в діелектриках на високих частотах.

Різні види поляризації зручно розглядати на еквівалентній схемі.

Рис.1

Ємність конденсатору з діелектриком та накопичений в ньому електричний заряд обумовлюється сумарною дією різних видів поляризації.

1. Q₀ , C₀ – відповідає власному полю електродів, якщо між ними вакуум.

2. Q_е , C_е – відповідає електронній поляризації.

Електронна поляризація – це пружне зміщення та деформація електронних оболонок атомів та іонів. Час встановлення дуже малий і складає ≈ 10 ^–15 [с]. Електронна поляризація спостерігається у всіх діелектриках і не пов’язана з втратами енергії.

3. Q_i , C_i – відповідає іонній поляризації. Характерна для твердих матеріалів з іонною будовою та обумовлена зміщенням пружно зв’язаних іонів. Час встановлення ≈ 10 ^–13 [с].

4. – відповідає дипольно-релаксаційній поляризації. Скорочено називають дипольною. Дипольні матеріали, які заходяться в хаотичному тепловому русі, орієнтуються під дією поля, що і стає причиною поляризації.

Поворот диполів в напрямку поля у в’язкому середовищі потребує подолання деякого опору, а тому виникають втрати енергії. На еквівалентній схемі це відображено активним опором .

Проміжок часу, за який відновлюється орієнтація диполів за рахунок теплового руху в 2,7 рази відносно початкового стану, називають “часом релаксації”.

Дипольна поляризація притаманна полярним газам і рідинам, а також деяким твердим матеріалам. Прикладом є целюлоза.