Materiale Dielectrice Solide

I.Scopul lucrarii

Scopul acestei lucrari este insusire a metodei de determinarea permitivitatii complexe relative a materialelor dielectrice solide uzuale cu analizatorul RF de impedanta/material, model E4991a si analiza comportarii acesteia în frecventa.

II.Introducere teoretica

Dielectricii sunt materiale care se caracterizeaza prin stari de polarizatie cu functie de utilizare. Prin stare de polarizatie electrica se întelege starea materiei caracterizata prin momentul electric al unitatii de volum diferit de zero. Starea de polarizatie poate fi temporara daca depinde de intensitatea locala a câmpului electric în care este situat dielectricul si poate fi de deplasare (electronica sau ionica) sau de orientare dipolara. Starea de polarizatie permanenta nu depinde de intensitatea locala a câmpului electric si poate fi spontana (piroelectrica) sau piezoelectrica.

Indiferent de mecanismul de polarizare, în domeniul liniar, interactiunea unui dielectric izotrop cu câmpul electric este caracterizata de permitivitatea complexa relativa:

(1)

unde D este inductia electrica

E este intensitatea câmpului electric:

, permitivitatea vidului.

Daca un material dielectric cu permitivitatea complexa relativa e, se introduce între armaturile unui condensator având în vid capacitatea Co în aproximatia ca liniile de câmp se închid în întregime prin material (efectele de margine sunt neglijabile), admitanta la bornele condensatorului astfel format are expresia:

(2)

Figura 1. Schema echivalenta si diagrama fazoriala pentru

un condensator cu dielectric între armaturi

Capacitatea condensatorului obtinut fiind :

Ce = e'Co (3)

Partea imaginara a permitivitatii complexe relative e'', caracterizeaza dielectricul din punct de vedere al pierderilor de energie în material, pierderi modelate prin rezistenta

(4)

Se defineste tangenta unghiului de pierderi a materialului dielectric, ca fiind raportul:

(5)

Inversul tangentei unghiului de pierderi se numeste factor de calitate al materialului dielectric si se noteaza cu

(6)

Permitivitatea complexa relativa poate fi pusa si sub forma:

(7)