介電常數的概念研究

　　在設計電路、天線(xiàn)、電容器等過(guò)程中經(jīng)常會(huì )涉及所用材料的介電常數, 所以深入了解介電常數的相關(guān)概念對實(shí)際工作有重要意義。首先介紹了介質(zhì)和導體、半導體的區別, 然后解釋了介電常數的基本概念, 并給出相對介電常數的另一種導出定義。介質(zhì)極化的微觀(guān)模型這一部分講清楚了4 種不同的極化。最后介紹介電常數的一些宏觀(guān)特性, 得出電介質(zhì)介電常數將會(huì )影響電介質(zhì)中電場(chǎng)強度的結論。

　　介電常數是人們在電路設計、天線(xiàn)設計、電容器設計與制造等過(guò)程中經(jīng)常遇到的一個(gè)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)。具體來(lái)說(shuō), 在考慮高頻電路板選材時(shí), 涉及到印刷電路板材料的介電常數, 在設計微帶電路時(shí)回避不了微帶電路基材的介電常數, 在設計微帶天線(xiàn)時(shí)涉及到材料的介電常數, 在設計電容器的絕緣填充材料時(shí)涉及到填充材料的介電常數。

　　在上述工作中, 如果介電常數不清楚, 則會(huì )造成設計工作無(wú)法進(jìn)行下去或者所設計的電路、天線(xiàn)、電容器等性能不可預期。因而, 深入了解介電常數的相關(guān)概念, 對做好實(shí)際工作具有重要意義。

1、介電常數和介質(zhì)極化

　　電介質(zhì)與電導體不同, 電導體中存在著(zhù)大量可自由移動(dòng)的帶電粒子( 如電子等) , 在外加電場(chǎng)的作用下, 帶電粒子的定向移動(dòng)即形成電流。理想的電介質(zhì)中不存在可自由移動(dòng)的帶電粒子, 在外加電場(chǎng)的作用下, 電介質(zhì)的表面會(huì )形成一些束縛電荷, 束縛電荷構建起的內建電場(chǎng)具有抵抗外加電場(chǎng)的作用。

1.1、電介質(zhì)與導體、半導體的區別

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1.2、介電常數的基本概念

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1.3、相對介電常數的另一種導出定義

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1.4、電介質(zhì)極化的微觀(guān)模型

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2、電介質(zhì)介電常數的一些宏觀(guān)特性

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3、結語(yǔ)

　　本文在討論介電常數概念的同時(shí)介紹了電介質(zhì)的基本概念。從中可以對導體、半導體、電介質(zhì)與絕緣體的概念有一個(gè)清晰的認識。所得出的電介質(zhì)介電常數將會(huì )影響電介質(zhì)中電場(chǎng)強度的結論對實(shí)際的工程設計工作具有重要的參考意義。

　　此外, 從靜態(tài)電容器通過(guò)電介質(zhì)增加電容器的容量的推導過(guò)程中明晰了相對介電常數的另一層物理意義。有關(guān)電介質(zhì)極化的微觀(guān)模型的討論也可對工程設計人員理解電介質(zhì)的微觀(guān)機理提供簡(jiǎn)明扼要的參考。從物理意義上來(lái)說(shuō), 真空中的真空介電常數ε0 表征了電荷q 在真空環(huán)境中產(chǎn)生的電場(chǎng)強度的情況, 電介質(zhì)的相對介電常數εr 是與電介質(zhì)束縛電荷特性密切相關(guān)的一個(gè)概念。