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Constante dieléctrica estática relativa

constante dieléctrica estática relativa (o constante dieléctrica relativa estática) de un material bajo condiciones dadas es una medida del grado a el cual se concentra electrostático líneas de flujo. Es el cociente de la cantidad de energía eléctrica almacenada cuando se aplica un potencial, concerniente a la constante dieléctrica de un vacío. La constante dieléctrica estática relativa es igual que la constante dieléctrica relativa evaluada para a frecuencia de cero.

Se representa la constante dieléctrica estática relativa como ε_r o a veces κ o K o Dk. Se define como

donde ε_s es la constante dieléctrica estática del material, y ε₀ es constante eléctrica. (La constante dieléctrica relativa es complejo dependiente de la frecuencia , para que da la constante dieléctrica relativa estática ω = 0.)

Otros términos para la constante dieléctrica estática relativa son constante dieléctrica, o constante dieléctrica relativa, o constante dieléctrica estática. Estos términos, mientras que siguen siendo muy comunes, son ambiguos y han sido desaprobados por organizaciones de algunos estándares.^[5][6] La razón de la ambigüedad potencial es doble. Primero, algunos más viejos autores utilizaron “constante dieléctrica” o “constante dieléctrica absoluta” para la constante dieléctrica absoluta más bien que la constante dieléctrica relativa.^[7] En segundo lugar, mientras que en la mayoría del uso moderno “constante dieléctrica” refiere a a constante dieléctrica relativa^[8], puede ser la constante dieléctrica relativa estática o dependiente de la frecuencia dependiendo de contexto.

Por la definición, el pariente linear constante dieléctrica del vacío, donde , es igual a 1,^[9] aunque hay no lineal teórico quántum efectos en vacío que se han predicho en las altas fuerzas del campo (pero no todavía observado).^[10]

La constante dieléctrica relativa estática de un medio se relaciona con sus parásitos atmosféricos susceptibilidad eléctrica, χ_e por

en SI unidades.

Medida

La constante dieléctrica estática relativa ε_r puede ser medido para los parásitos atmosféricos campos eléctricos como sigue: primero capacitancia de un condensador de la prueba C₀ se mide con vacío entre sus placas. Entonces, usando el mismo condensador y distancia entre sus placas la capacitancia C_x con a dieléctrico entre las placas se mide. La constante dieléctrica relativa se puede entonces calcular como

Para time-variant campos electromagnéticos, esta cantidad se convierte frecuencia llaman el dependiente y en general constante dieléctrica relativa.

Importancia práctica

La constante dieléctrica es un pedazo de información esencial al diseñar condensadores, y en otras circunstancias donde un material se pudo esperar para introducir capacitancia en un circuito. Si un material con una alta constante dieléctrica se pone en campo eléctrico, la magnitud de ese campo mensurable será reducida dentro del volumen del dieléctrico. Este hecho es de uso general aumentar la capacitancia de un diseño particular del condensador. Las capas debajo de los conductores grabados al agua fuerte en circuito impreso suben (PCBs) también acto como dieléctricos.

Los dieléctricos se utilizan adentro RF líneas de la transmisión. En a coaxial cable, polietileno puede ser utilizado entre el conductor y el protector de centro del exterior. Puede también ser colocado dentro de las guías de onda para formar los filtros. Fibras ópticas son los ejemplos de dieléctrico guías de onda. Consisten en los materiales dieléctricos de los cuales se dopan adrede con las impurezas para controlar el valor exacto ε_r dentro de la sección representativa. Esto controla el índice de refracción del material y por lo tanto también los modos de la transmisión ópticos. Sin embargo, en estos casos es técnico la constante dieléctrica relativa que las materias, pues no se funcionan en el límite electrostático.

Usos químicos

La constante dieléctrica de un solvente es una medida relativa de su polaridad. Por ejemplo, agua (muy polar) tiene una constante dieléctrica de 80.10 en el °C 20 mientras que nhexane (muy no polar) tiene una constante dieléctrica de 1.89 en 20 °C.^[11] Esta información está de gran valor al diseñar la separación, preparación de la muestra y cromatografía técnicas adentro química analítica.

Vea también

Referencias

1. ^ Constantes dieléctricas de materiales (2007). Controles de las podadoras.
2. ^ ^{a b} Lourtioz, J. - M. y otros, Cristales de Photonic: Hacia los dispositivos de Nanoscale Photonic (2005). Francia: Ciencia de Hermes; Springer. p.121, “modelo de Drude”, (4.6): El τ de las constantes de la fricción es desconocido; el error barra a=1_÷1.7⋇5² y b=1^×1.7⋇5² esté para la conductividad y la orden-de-magnitud.
3. ^ http://google.com/search?q=highly-conjugated+dielectric-constant|constante dieléctrica
4. ^ http://google.com/search?q=giant|colossal+polarization|constante dieléctrica|dieléctrico-constante
5. ^ Braslavsky, S.E. (2007), “Glosario de los términos usados en fotoquímica (IUPAC recomendaciones 2006)”, Química pura y aplicada 79: p. 293-465; vea el P. 32, <http://iupac.org/publications/pac/2007/pdf/7903x0293.pdf> 
6. ^ IEEE Estándares Board (1997). Definiciones estándares de IEEE de los términos para la propagación de la onda de radio p. 6.
7. ^ Rey, Ronold W. P. (1963). Teoría electromágnetica fundamental. Nueva York: Dover, P. 139. 
8. ^ Jackson, Juan David (1998). Electrodinámica clásica, 3ro edición. Nueva York: Wiley, P. 154. 
9. ^ Juan David Jackson (1998). Electrodinámica clásica, Tercera edición, Nueva York: Wiley, P. 154. ISBN 047130932X. 
10. ^ Mourou, G. A., T. Tajima, y S. V. Bulanov, la “óptica en el régimen relativista,” Revisiones de la física moderna vol. 78 (no. 2), 309-371 (2006).
11. ^ D.R. Lide, Ed. Manual del CRC de la química y de la física, 85o Ed. (2004). Presión del CRC. Boca Raton. p.8-141.