介質(zhì)在外加電場(chǎng)時(shí)會(huì )產(chǎn)生感應電荷而削弱電場(chǎng),介質(zhì)中的電場(chǎng)減小與原外加電場(chǎng)(真空中)的比值即為相對介電常數(relative permittivity或dielectric constant),又稱(chēng)誘電率,與頻率相關(guān)。介電常數是相對介電常數與真空中絕對介電常數乘積。如果有高介電常數的材料放在電場(chǎng)中,電場(chǎng)的強度會(huì )在電介質(zhì)內有可觀(guān)的下降。理想導體的相對介電常數為無(wú)窮大。
根據物質(zhì)的介電常數可以判別高分子材料的極性大小。通常,相對介電常數大于3.6的物質(zhì)為極性物質(zhì);相對介電常數在2.8~3.6范圍內的物質(zhì)為弱極性物質(zhì);相對介電常數小于2.8為非極性物質(zhì)。
實(shí)驗原理:
形狀大小都相同的兩組平行板電容器A和B,A的兩電極之間為真空,B的兩電極之間用材料填滿(mǎn),他們的電容值比C/C0即為材料的相對介電常數εr。可見(jiàn)電容器之間填滿(mǎn)了介質(zhì)后,它的電容量增大εr倍,據此原理可測量材料的相對介電常數εr,此方法成為電容法測量介電常數。
將材料片壓至平行板電容器兩電極板之間,此時(shí)的電容為:
其中D為小圓形電極的直徑;H為織物的厚度;ε0為真空中介電常數,其值為8.85*10的-12次方F/m;εr為待測織物相對介電常數,是個(gè)純數
當C用pF,D和H用cm做單位時(shí),則:
實(shí)驗儀器:
實(shí)驗內容:
使用介電常數測量?jì)x器完成電容的測量,同時(shí)讀出游標卡尺的讀數,記錄厚度數據。儀器使用之前將兩個(gè)電極線(xiàn)相互遠離,長(cháng)按調零按鈕進(jìn)行調零。將材料圓片固定好之后就可以進(jìn)行電容的讀數了,同時(shí)在游標卡尺上讀出數據(需要考慮零點(diǎn)誤差,即加上儀器旋到底的示數)之后使用游標卡尺測量出圓片的直徑,并記錄數據。
以上數據每種材料各測出六次,分別求出C、H、D的不確定度uc、uh、ud,之后測出介電常數εr及其不確定度uεr。
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