电介质与铁电体
相对介电常数
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拿一个两板之间只有空气的电容器,把它充到某个电压,记下它能存多少电荷。现在往缝隙里塞一块玻璃,电压保持不变。它一下子能存好几倍的电荷了。相对介电常数就是这个“好几倍”——和真空相比,材料把电容器能储存的电荷放大了多少倍。
相对介电常数是个没有单位的纯数,用材料的电容率除以真空电容率就得到。空气几乎正好是一,常见塑料大约二到三,水接近八十,而一些专门设计的陶瓷能高达几千。只要材料极化得强,这个数就上升,因为那极化吸走了电场,让同样的电压下能往板上堆更多电荷。
这之所以重要,是因为相对介电常数是工程师为电容器或芯片挑选绝缘材料时最先看的那个头条数字。一个常见的误解是以为这个数越大越好——它确实让你能存更多电荷,但高介电常数的材料往往在更低的电压下就被击穿,或者随温度和频率而变化。诚实地说,这个数只是一个响应的单张快照,而那响应实实在在地取决于条件。
陶瓷钛酸钡的相对介电常数高达几千,正因如此,一个指甲盖大小的陶瓷电容器,能存下和一个塞满塑料、却笨重得多的电容器一样多的电荷。就是这一个数字,让小小的电容器能有这么大的能耐。
高相对介电常数,让小小的陶瓷电容器能与大得多的塑料电容器一较高下。
相对介电常数是真空值的倍数,所以没有单位;它和电容率讲的是同一回事,只是重新标度,让真空里的值从一算起。
又称
另见