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PermittivitÀt
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Die PermittivitĂ€t Δ (von lat. permittere: erlauben, ĂŒberlassen, zulassen), auch dielektrische LeitfĂ€higkeit, DielektrizitĂ€t oder dielektrische Funktion genannt, gibt in der Elektrodynamik sowie der Elektrostatik die Polarisierbarkeit eines Materials durch elektrische Felder an. Der ebenfalls gebrĂ€uchliche Begriff DielektrizitĂ€tskonstante ist fachsprachlich nicht anerkannt.cite-ref-iev-1-0[1]
Auch dem Vakuum ist eine PermittivitÀt zugewiesen, da sich auch im Vakuum elektrische Felder einstellen oder elektromagnetische Felder ausbreiten können. Es handelt sich um eine Naturkonstante, nÀmlich die elektrische Feldkonstante Δ Δ 0 {\displaystyle \varepsilon _{0}} . Die PermittivitÀt eines Stoffes wird dann als Vielfaches der PermittivitÀt des Vakuums angegeben:
Δ Δ = Δ Δ 0 â
â
Δ Δ r {\displaystyle \varepsilon =\varepsilon _{0}\cdot \varepsilon _{\mathrm {r} }}
Hierbei ist der Faktor Δ Δ r {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }} die stoffabhĂ€ngige PermittivitĂ€tszahl (frĂŒher relative PermittivitĂ€t). Sie hĂ€ngt jedoch nicht nur von der Art des Stoffes ab, sondern u. a. auch von der Frequenz der wirksamen Felder.
Contents
âą Literatur
âą Weblinks
âą Einzelnachweise
ââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââ
ErlÀuterung am Beispiel isolierender Stoffe
Als PermittivitÀt bezeichnet man eine Materialeigenschaft elektrisch isolierender, polarer oder unpolarer Stoffe, die auch Dielektrika genannt werden. Die Eigenschaft wirkt sich aus, wenn der Stoff mit einem elektrischen Feld wechselwirkt, etwa wenn er sich in einem Kondensator befindet.
In einem mit Material gefĂŒllten Kondensator orientieren sich die LadungstrĂ€ger des Isolationsmaterials am Vektor des elektrischen Feldes und erzeugen ein Polarisationsfeld, das dem Ă€uĂeren Feld entgegenwirkt und dieses schwĂ€cht. Dieses PhĂ€nomen der FeldschwĂ€chung lĂ€sst sich bei Annahme eines gegebenen elektrischen Erregungsfeldes D â â {\displaystyle {\vec {D}}} , auch elektrische Flussdichte genannt, dadurch beschreiben, dass dem isolierenden Material ein Faktor Δ Δ r {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }} zur elektrischen Feldkonstante Δ Δ 0 {\displaystyle \varepsilon _{0}} (PermittivitĂ€t des Vakuums) zugewiesen wird. Im Vakuum als Referenzmaterial eines Isolierstoffes gilt die relative PermittivitĂ€t Δ Δ r = 1 {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }=1}
Aus der Ă€uĂeren elektrischen Erregung ergibt sich dann mit der PermittivitĂ€t Δ Δ = Δ Δ r Δ Δ 0 {\displaystyle \varepsilon =\varepsilon _{\mathrm {r} }\,\varepsilon _{0}} das elektrische Feld E â â {\displaystyle {\vec {E}}} zu:
E â â = D â â Δ Δ = D â â Δ Δ r Δ Δ 0 {\displaystyle {\vec {E}}={\frac {\vec {D}}{\varepsilon }}={\frac {\vec {D}}{\varepsilon _{\mathrm {r} }\,\varepsilon _{0}}}}
Bei konstanter elektrischer Erregung und steigenden Werten von Δ Δ r {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }} nimmt die elektrische FeldstÀrke ab. Auf diese Weise wird der feldschwÀchende Effekt bei gleicher elektrischer Erregung erfasst, d. h. bei vorgegebener elektrischer Flussdichte oder vorgegebener elektrischer Ladung.
Unter der Einwirkung einer an den Kondensatorplatten angelegten festen Spannung U und dem elektrischen Feld E = U d {\displaystyle E={\tfrac {U}{d}}} (Plattenabstand d) ergibt sich mit der PermittivitÀt als ProportionalitÀtsfaktor die elektrische Erregung zu:
â â D â â = Δ Δ E â â = Δ Δ r Δ Δ 0 E â â {\displaystyle \Leftrightarrow {\vec {D}}=\varepsilon {\vec {E}}=\varepsilon _{\mathrm {r} }\varepsilon _{0}{\vec {E}}}
Die elektrische SuszeptibilitĂ€t Ï Ï e {\displaystyle \chi _{e}} ist mit der relativen PermittivitĂ€t verknĂŒpft ĂŒber
Δ Δ r = Δ Δ Δ Δ 0 = 1 + Ï Ï e {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }={\frac {\varepsilon }{\varepsilon _{0}}}=1+\chi _{e}}
Die SuszeptibilitĂ€t ist dabei ein MaĂ fĂŒr die Dichte der im Isolationsmaterial gebundenen LadungstrĂ€ger, bezogen auf die Dichte freier LadungstrĂ€ger.
GemÀà der Poisson-Gleichung der Elektrostatik kann die PermittivitĂ€t auĂerdem als ProportionalitĂ€tsfaktor zwischen der Raumladungsdichte Ï Ï {\displaystyle \rho } und der zweiten partiellen Ableitung des Potenzialfelds Ί Ί {\displaystyle \Phi } angesehen werden:
Δ Δ = â â Ï Ï ( r ) ΠΠΊ Ί ( r ) {\displaystyle \varepsilon =-{\frac {\rho (\mathbf {r} )}{\Delta \Phi (\mathbf {r} )}}}
GröĂe und MaĂeinheit
Wie oben erwÀhnt, setzt sich die PermittivitÀt Δ Δ {\displaystyle \varepsilon } aus zwei Faktoren zusammen:
⹠der elektrischen Feldkonstante Δ Δ 0 {\displaystyle \varepsilon _{0}} (PermittivitÀt des Vakuums)
âą der relativen PermittivitĂ€t Δ Δ r {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }} , einer dimensionslosen GröĂe, die im Vakuum definitionsgemÀà 1 ist.
Die elektrische Feldkonstante ist eine Naturkonstante, die experimentell ermittelt werden muss. Mit der magnetischen Feldkonstanten ÎŒ ÎŒ 0 {\displaystyle \mu _{0}} und der Lichtgeschwindigkeit c {\displaystyle c} ist sie verknĂŒpft durch die Beziehung
Δ Δ 0 Ό Ό 0 c 2 = 1 {\displaystyle \varepsilon _{0}\mu _{0}c^{2}=1\,} .
Anders als im hier verwendeten Internationalen Einheitensystem (SI) sind in den Varianten des CGS-GröĂen- und Einheitensystems die BasisgröĂen und âeinheiten so definiert, dass Δ Δ 0 {\displaystyle \varepsilon _{0}} nicht benötigt wird (ebenso wenig ÎŒ ÎŒ 0 {\displaystyle \mu _{0}} ): im GauĂ-System entfĂ€llt Δ Δ 0 {\displaystyle \varepsilon _{0}} ganz (bzw. hat den Wert 1); im Heaviside-Lorentz-System taucht in den entsprechenden Formeln der Faktor 1 4 Ï Ï {\textstyle {\frac {1}{4\pi }}} auf. Im CGS ist die PermittivitĂ€t also einfach eine Zahl (siehe Elektromagnetische MaĂeinheiten).
Die SI-Einheit der PermittivitĂ€t kann auf verschiedene Weise ausgedrĂŒckt werden:
1 F m = 1 A s V m = 1 C V m = 1 J V 2 m = 1 A 2 s 4 k g m 3 {\displaystyle \mathrm {1\;{\frac {F}{m}}=1\;{\frac {As}{Vm}}=1\;{\frac {C}{Vm}}=1\;{\frac {J}{V^{2}m}}=1\;{\frac {A^{2}s^{4}}{kg\,m^{3}}}} } .
Der Wert im Vakuum betrÀgt
Δ Δ 0 = 8,854 187 812 8 ( 13 ) â
â
10 â â 12 A s V m {\displaystyle \varepsilon _{0}=8{,}854\,187\,812\,8\,(13)\cdot 10^{-12}~{\frac {\mathrm {As} }{\mathrm {Vm} }}\,} .
Da die elektrische Polarisierbarkeit von Luft gering ist, weicht der Wert von Δ Δ r â â 1,000 59 {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }\approx 1{,}00059} nur wenig von 1 {\displaystyle 1} ab. Daher kann die PermittivitĂ€t der Luft hĂ€ufig in ausreichender Genauigkeit durch Δ Δ 0 {\displaystyle \varepsilon _{0}} angenĂ€hert werden. Dies ist insbesondere bei Radar und in der Funktechnik der Fall.
Relative PermittivitÀt
Die relative PermittivitÀt Δ Δ r {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }} eines Mediumscite-ref-2[2], auch PermittivitÀtszahl genannt, ist das dimensionslose VerhÀltnis seiner PermittivitÀt Δ Δ {\displaystyle \varepsilon } zur PermittivitÀt Δ Δ 0 {\displaystyle \varepsilon _{0}} des Vakuums:
Δ Δ r = Δ Δ Δ Δ 0 {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }={\frac {\varepsilon }{\varepsilon _{0}}}}
FĂŒr gasförmige, flĂŒssige und feste Materie ist Δ Δ r > 1 {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }>1} . Allerdings gibt es in anderen MateriezustĂ€nden, z. B. im Plasma oder in ĂŒberkritischen Fluiden auch Werte Δ Δ r < 1 {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }<1} .
Die relative PermittivitĂ€t ist ein MaĂ fĂŒr die feldschwĂ€chenden Effekte der dielektrischen Polarisation des Mediums. In der englischsprachigen Literatur und daher auch in englischsprachig geprĂ€gten Fachbereichen wie der Halbleitertechnik wird die relative PermittivitĂ€t auch mit Îș Îș {\displaystyle \kappa } (kappa) oder â wie etwa bei den high-k-Dielektrika bzw. bei den low-k-Dielektrika â mit k bezeichnet.
Als Synonym fĂŒr die (relative) PermittivitĂ€t ist die frĂŒhere Bezeichnung (relative) DielektrizitĂ€tskonstante weiterhin in Gebrauch. Die Bezeichnung als Konstante ist unangemessen, da Δ Δ r {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }} im Allgemeinen eine Funktion mehrerer Parameter ist, insbesondere der Frequenz und der Temperatur; auĂerdem hĂ€ngt sie auch vom Magnetfeld und vom Ă€uĂeren elektrischen Feld ab.
Nur fĂŒr isotrope Medien ist Δ Δ r {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }} eine skalare GröĂe. In diesem einfachsten Fall gibt sie den Faktor an, um den die Spannung an einem Kondensator sinkt, wenn man bei gleicher Geometrie ein zwischen den Kondensatorelektroden angenommenes Vakuum durch ein dielektrisches, nicht leitendes Material ersetzt. Im Versuch lĂ€sst sich dies nachvollziehen, wenn ein Luftvolumen um die Kondensatorelektroden z. B. durch eine dielektrische FlĂŒssigkeit ersetzt wird. FĂŒr einen Plattenkondensator genĂŒgt es, einen dielektrischen Gegenstand zwischen die Elektroden zu schieben.
RichtungsabhÀngigkeit
Im Allgemeinen ist die relative PermittivitĂ€t ein Tensor zweiter Stufe. So wird ihre RichtungsabhĂ€ngigkeit widergespiegelt, die sich aus der kristallinen (oder anders geordneten) Struktur der Materie ergibt, z. B. fĂŒr doppelbrechende Materialien, die u. a. bei Verzögerungsplatten angewendet werden. Die Tensoreigenschaft der PermittivitĂ€t ist Grundlage der Kristalloptik.
Neben der ânatĂŒrlichenâ RichtungsabhĂ€ngigkeit können die Eigenschaften auch durch Ă€uĂere Einwirkungen wie ein Magnetfeld (siehe Magnetooptik) oder Druck eine Ă€hnliche RichtungsabhĂ€ngigkeit erfahren.
FrequenzabhÀngigkeit
Die FrequenzabhĂ€ngigkeit (Dispersion) der PermittivitĂ€t in Materie kann ĂŒber den Lorentz-Oszillator recht gut modelliert werdencite-ref-3[3] und ist z. B. bei Wasser sehr stark ausgeprĂ€gt, vgl. Abbildung.
Wie die elektrische PermittivitÀt hÀngt auch der Brechungsindex n {\displaystyle n} eines Materials von der Frequenz f {\displaystyle f} ab, da er gemÀà den Maxwell-Gleichungen zur PermittivitÀt in folgender Relation steht:
n 2 ( f ) = Δ Δ r ( f ) â
â
Ό Ό r ( f ) {\displaystyle n^{2}(f)=\varepsilon _{\mathrm {r} }(f)\cdot \mu _{\mathrm {r} }(f)}
mit
âą der magnetischen PermeabilitĂ€t ÎŒ ÎŒ r {\displaystyle \mu _{\mathrm {r} }} ; fĂŒr transparente Stoffe gilt ÎŒ r â 1 {\displaystyle \mu _{\mathrm {r} }\approx 1} und damit n 2 â â Δ Δ r {\displaystyle n^{2}\approx \varepsilon _{\mathrm {r} }} .
Hier sind Δ Δ {\displaystyle \varepsilon } und ÎŒ bei der einschlĂ€gigen optischen Frequenz gemeint (GröĂenordnung 1015 Hz). Die optische Dispersion ist ein Ausdruck dafĂŒr, dass Δ Δ {\displaystyle \varepsilon } auch bei den Frequenzen sichtbaren Lichts keine konstante Zahl ist.
In Tabellenwerken ist in der Regel der Zahlenwert bei niedrigen Frequenzen (GröĂenordnung 50 Hz bis 100 kHz) angegeben, bei denen molekulare Dipole dem Ă€uĂeren Feld noch nahezu unverzögert folgen können.
Komplexwertige relative PermittivitÀt
Genauso wie bei Gleichfeldern bilden sich in Dielektrika auch bei Wechselfeldern Polarisationsfelder, die aber der angelegten Ă€uĂeren FeldgröĂe um einen gewissen Phasenwinkel nacheilen. D. h., die Orientierung der LadungstrĂ€ger im Dielektrikum bleibt in der Phase zeitlich hinter der Umpolarisierung des Wechselfeldes zurĂŒck.
Daher ist die relative PermittivitÀt im Allgemeinen komplexwertig:
Δ Δ r = Δ Δ r âČ â â i Δ Δ r âł {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }=\varepsilon _{\mathrm {r} }'-\mathrm {i} \varepsilon _{\mathrm {r} }''}
oder auch
Δ Δ r = Δ Δ 1 â â i Δ Δ 2 {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }=\varepsilon _{1}-\mathrm {i} \varepsilon _{2}}
Dabei können in Real- und ImaginĂ€rteil die BeitrĂ€ge verschiedener Mechanismen im Material (z. B. BandĂŒbergĂ€nge) angegeben und in ihrer FrequenzabhĂ€ngigkeit addiert werden â eine detailliertere Darstellung findet sich unter elektrische SuszeptibilitĂ€t.
Mit zunehmender Frequenz wird der Effekt des Nacheilens stÀrker. Indem sie isolierende Materialien schnell und wiederkehrend umpolarisieren, wandeln Wechselfelder hoher Frequenz elektromagnetische Feldenergie in WÀrmeenergie um. Dieser WÀrmeverlust wird dielektrischer Verlust genannt und durch den ImaginÀrteil Δ Δ r Ⳡ{\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }''} bzw. Δ Δ 2 {\displaystyle \varepsilon _{2}} der komplexwertigen relativen PermittivitÀt beschrieben.
Eine weitverbreitete Anwendung, die das PhÀnomen der dielektrischen ErwÀrmung ausnutzt, ist der Mikrowellenofen.
Bei dielektrischer ErwÀrmung betrÀgt die Verlustleistungsdichte, bezogen auf das Materialvolumen
p = P v e r l V = Ï Ï â
â
Δ Δ r âł â
â
Δ Δ 0 â
â
E 2 {\displaystyle p={\frac {P_{\mathrm {verl} }}{V}}=\omega \cdot \varepsilon _{\mathrm {r} }''\cdot \varepsilon _{0}\cdot E^{2}}
mit der Kreisfrequenz Ï Ï {\displaystyle \omega } . Siehe auch Dielektrischer Verlustfaktor.
Die mit der dielektrischen ErwĂ€rmung verbundene Verlustleistung entspricht bei Integration ĂŒber den ErwĂ€rmungszeitraum exakt der inneren Energie, die dem Materialvolumen mit elektromagnetischen Wellen zugefĂŒhrt wurde, wie in der Thermodynamik beschrieben.
Bei noch höheren Frequenzen, mit denen LadungstrÀger im BÀndermodell eines Kristalls angeregt werden können, wird ebenfalls Energie absorbiert (dielektrische Absorption).
FeldstÀrkeabhÀngigkeit
Im Falle groĂer FeldstĂ€rken wird der Zusammenhang zwischen elektrischem Feld und Flussdichte nichtlinear. Entweder fasst man die PermittivitĂ€t als feldstĂ€rkeabhĂ€ngig auf ( Δ Δ = f ( E ) ) {\displaystyle \left(\varepsilon =f(E)\right)} oder man fĂŒhrt neben Δ Δ ( 1 ) := Δ Δ {\displaystyle \varepsilon ^{(1)}:=\varepsilon } weitere Taylor-Koeffizienten Δ Δ ( 2 ) , Δ Δ ( 3 ) {\displaystyle \varepsilon ^{(2)},\varepsilon ^{(3)}} usw. ein, die die FeldstĂ€rkeabhĂ€ngigkeit von D â â {\displaystyle {\vec {D}}} beschreiben:
D â â = E â â â â E â â â â ( Δ Δ ( 1 ) â
â
â â E â â â â + Δ Δ ( 2 ) â
â
â â E â â â â 2 + Δ Δ ( 3 ) â
â
â â E â â â â 3 + ⯠⯠) {\displaystyle {\vec {D}}={\frac {\vec {E}}{\|{\vec {E}}\|}}\left(\varepsilon ^{(1)}\cdot \|{\vec {E}}\|+\varepsilon ^{(2)}\cdot \|{\vec {E}}\|^{2}+\varepsilon ^{(3)}\cdot \|{\vec {E}}\|^{3}+\cdots \right)}
TemperaturabhÀngigkeit
TemperaturabhÀngig ist beispielsweise die komplexwertige relative PermittivitÀt von Wasser, deren Realteil bei einer Frequenz von 1 GHz und einer Temperatur von 20 °C einen Wert von etwa 80 annimmt, und bei 95 °C circa 52 betrÀgt.cite-ref-4[4] Die Abnahme der PermittivitÀt bei steigender Temperatur hÀngt mit dem zunehmenden Grad der Unordnung der LadungstrÀger bei einer Zunahme der inneren Energie zusammen. Molekular betrachtet nimmt die Polarisierbarkeit aufgrund der zunehmenden Eigenbewegung der LadungstrÀger bei höherer innerer Energie ab; makroskopisch betrachtet sinkt somit die relative PermittivitÀt bei Temperaturerhöhung.
Werte fĂŒr ausgewĂ€hlte Materialien
| Medium | Δ r {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }} | | Medium | Δ r {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }} |
|---|---|---|---|---|
| Vakuum | exakt 1 | | Luft | 1,00059 |
| Aceton | 21,5 [ 6 ] | | | |
| Acrylglas | 3 [ 6 ] | | | |
| Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) (30 °C) | 4,3 | | Aluminiumoxid (Tonerde) | 9 |
| Ammoniak (0 °C) | 1,007 | | Bariumtitanat | 10 3 âŠ10 4 |
| Benzol | 2,28 | | Trockene Erde | 3,9 |
| Feuchte Erde | 29 | | Germanium | 16,6 |
| Glas | 6âŠ8 | | Glycerin | 42,5 |
| Glimmer | 5âŠ8 [ 6 ] | | | |
| Gummi | 2,5âŠ3 | | Holz ( darrtrocken ) | 2âŠ3,5 |
| Kaliumchlorid | 4,94 | | Methanol | 32,6 |
| Petroleum | 2 | | Polyethylen (PE) (90 °C) | 2,4 |
| Polypropylen (PP) (90 °C) | 2,1 | | Porzellan | 2âŠ6 |
| Propanol | 18,3 | | Paraffin | 2,2 |
| Papier | 1âŠ4 | | Polytetrafluorethylen ( PTFE oder auch Teflon) | 2 |
| Polyethylen , Polypropylen | 2,3 [ 6 ] | | Kabelpapier in Ăl | 4,3 [ 6 ] |
| FR2 , FR4 | 4,3âŠ5,4 | | Polystyrol -Schaum (Styropor Âź BASF ) | 1,03 |
| Polystyrol | 2,5 [ 6 ] | | Polyvinylchlorid | 3âŠ4 [ 6 ] |
| Porzellan | 5âŠ6,5 [ 6 ] | | Schellack | 3âŠ4 [ 6 ] |
| Tantalpentoxid | 27 | | Wasser (20 °C, 0âŠ3 GHz) | 80 |
| Wasser ( sichtbarer Bereich ) | 1,77 | | Wasser (0 °C, 0âŠ1 GHz) | 88 |
| Eis (0 bis â50 °C, Niederfrequenz) | â 90âŠ150 | | | |
Zusammenhang mit Absorption und Reflexion
Ăber die Kramers-Kronig-Relation kann der dispergierende Zusammenhang zwischen der komplexen PermittivitĂ€t und den optischen KenngröĂen Brechungsindex n {\displaystyle n} und Absorptionskoeffizient k {\displaystyle k} dargestellt werden:
( n + i k ) 2 = ( Δ Δ r âČ + i Δ Δ r âł ) ÎŒ ÎŒ r {\displaystyle (n+\mathrm {i} k)^{2}=(\varepsilon _{\mathrm {r} }'+\mathrm {i} \varepsilon _{\mathrm {r} }'')\mu _{\mathrm {r} }}
Im Falle nichtmagnetischer Materialien ( ÎŒ ÎŒ r â â 1 {\displaystyle \mu _{\mathrm {r} }\approx 1} ) folgt nach einem Koeffizientenvergleich:
â â Δ Δ r âČ = n 2 â â k 2 {\displaystyle \Rightarrow \varepsilon _{\mathrm {r} }'=n^{2}-k^{2}} Δ Δ r âł = 2 n k {\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {r} }''=2nk}
FĂŒr die Berechnung theoretischer Spektren von Reflexion und Absorption, die mit gemessenen Spektren verglichen und angepasst werden können, sind die Komponenten des komplexen Brechungsindizes direkt aus Real- und ImaginĂ€rteil der PermittivitĂ€t zu bestimmen:
n 2 = 1 2 â
â
( Δ Δ r âČ 2 + Δ Δ r âČ âČ âČ âČ 2 + Δ Δ r âČ ) {\displaystyle n^{2}={\frac {1}{2}}\cdot \left({\sqrt {\varepsilon _{\mathrm {r} }'^{2}+\varepsilon _{\mathrm {r} }^{\prime \prime 2}}}+\varepsilon _{\mathrm {r} }'\right)}
k 2 = 1 2 â
â
( Δ Δ r âČ 2 + Δ Δ r âČ âČ âČ âČ 2 â â Δ Δ r âČ ) {\displaystyle k^{2}={\frac {1}{2}}\cdot \left({\sqrt {\varepsilon _{\mathrm {r} }'^{2}+\varepsilon _{\mathrm {r} }^{\prime \prime 2}}}-\varepsilon _{\mathrm {r} }'\right)}
Ebenfalls kann u. a. der Reflexionsgrad R {\displaystyle R} berechnet werden fĂŒr einen Strahl, der aus dem Vakuum (bzw. Luft) kommend senkrecht an einer GrenzflĂ€che zu einem Medium mit Brechungsindex N = n + i k {\displaystyle N=n+\mathrm {i} k} reflektiert wird:
R = ( n â â 1 ) 2 + k 2 ( n + 1 ) 2 + k 2 {\displaystyle R={\frac {(n-1)^{2}+k^{2}}{(n+1)^{2}+k^{2}}}}
Literatur
âą Richard P. Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands: The Feynman Lectures on Physics. Volume 2: Mainly Electromagnetism and Matter. 6th printing. Addison-Wesley, Reading MA u. a. 1977, ISBN 0-201-02117-X.
âą Heinrich Frohne: EinfĂŒhrung in die Elektrotechnik. Band 2: Heinrich Frohne, Erwin Ueckert: Elektrische und magnetische Felder. (= Teubner Studienskripten. Bd. 2: Elektrotechnik.). 4., durchgesehene Auflage. Teubner, Stuttgart 1983, ISBN 3-519-30002-8.
âą Arthur von Hippel: Dielectrics and Waves. Wiley u. a., New York NY u. a. 1954 (2nd edition. Artech House, Boston MA u. a. 1995, ISBN 0-89006-803-8).
âą Arthur von Hippel (Hrsg.): Dielectric Materials and Applications. Technology Press, Boston MA u. a. 1954, ISBN 0-89006-805-4 (2nd edition. Artech House, Boston MA u. a. 1995).
âą A. C. Metaxas: Foundations of Electroheat. A Unified Approach. John Wiley and Sons, Chichester u. a. 1996, ISBN 0-471-95644-9.
âą A. C. Metaxas, R. J. Meredith: Industrial Microwave Heating (= IEE Power Engineering Series. Vol. 4). Peter Peregrinus, London 1983, ISBN 0-906048-89-3.
âą KĂĄroly Simonyi: Theoretische Elektrotechnik. 10. Auflage. Barth Verlagsgesellschaft, Leipzig u. a. 1993, ISBN 3-335-00375-6.
Weblinks
⹠DielektrizitÀtskonstante. In: Ulrich Kilian u. Christine Weber (Hrsg.): Lexikon der Physik. Spektrum Akademischer Verlag, 2003, ISBN 978-3-86025-296-3 (spektrum.de).
⹠DielektrizitÀtskonstante. In: Lexikon Pharmatechnologie. 2013 (industrie.de).
⹠DielektrizitÀtskonstante. In: GeoDZ Lexikon. 2013 (geodz.com).
Einzelnachweise
cite-note-iev-11. â IEC 60050, deutschsprachige Ausgabe bei DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE: Internationales Elektrotechnisches Wörterbuch, IEV-Nummer 121-12-12.
cite-note-22. â IEC 60050, deutschsprachige Ausgabe bei DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE: Internationales Elektrotechnisches Wörterbuch, IEV-Nummer 121-12-13
cite-note-33. â Oszillatormodell fĂŒr die DielektrizitĂ€tskonstante. In: Ulrich Kilian u. Christine Weber (Hrsg.): Lexikon der Physik. Spektrum Akademischer Verlag, 2003, ISBN 978-3-86025-296-3 (spektrum.de).
cite-note-44. â Martin Chaplin: Water and Microwaves. Water Structure and Science, abgerufen am 9. Juli 2018.
cite-note-51. Tabellierte, umfassende Ăbersichten frequenz- und temperaturabhĂ€ngiger, komplexer relativer PermittivitĂ€ten vieler Materialien finden sich in A. C. Metaxas, R. J. Meredith: Industrial Microwave Heating (= IEE Power Engineering Series. Vol. 4). Peter Peregrinus, London 1983, ISBN 0-906048-89-3. und vor allem in Arthur von Hippel (Hrsg.): Dielectric Materials and Applications. Technology Press, Boston MA u. a. 1954 (2nd edition. Artech House, Boston MA u. a. 1995, ISBN 0-89006-805-4).
cite-note-0-62. Wilfried WeiĂgerber: Elektrotechnik fĂŒr Ingenieure â Formelsammlung Elektrotechnik kompakt. 5., durchges. Aufl. 2015. Wiesbaden 2015, ISBN 978-3-658-09090-6, S. 36.