介电常数

相对介电常数 ε_r (有时用 $κ$ 或K表示)定义为如下比例:

$\varepsilon_{r} = \frac{\varepsilon_{s}}{\varepsilon_{0}}$

其中ε_s 是指介质的静电介电常数, 而ε₀ 是指真空介电常数。这里的自由空间介电常数是由电场强度E和导电通量密度D通过麦克斯韦方程式导出. 真空下的(自由空间)介电常数ε 为ε₀, 所以介电常数为1(ε₀是基本量纲).

[编辑] 概述

电介质经常是绝缘体。其例子包括瓷器(陶器)，云母，玻璃，塑料，和各种金属氧化物。有些液体和气体可以作为好的电介质材料。干空气是良好的电介质，并被用在可变电容器以及某些类型的传输线。蒸馏水如果保持没有杂质的话是好的电介质，其相对介电常数约为80。

电介质有使空间比起实际尺寸变得更大或更小的属性。例如，当一个电介质材料放在两个电荷之间，它会减少作用在它们之间的力，就像它们被移远了一样。当电磁波穿过电介质，波的速度被减小，使得它的行为象它有更短的波长一样。

电学角度看，介电常数是物质集中静电通量线的程度的衡量。更精确一点讲，它是在静电场加在一个绝缘体上时存贮在其中的电能相对于真空(其介电常数为1)来说的比例。这样，介电常数也成为静介电系数(permittivity, 也称诱电率)。

相对介电常数ε_r可以用静电场用如下方式测量:首先在其两块极板之间为空气的时候测试电容器的电容C₀。然后，用同样的电容极板间距离但在极板间加入电介质后侧得电容C_x。然后相对介电常数可以用下式计算：

$\varepsilon_{r} = \frac{C_{x}} {C_{0}}$

对于时变电磁场，物质的介电常数和频率相关，通常称为介电系数。

介电常数是设计电容器时的基本信息，而在其他各种材料可能会引入电容到电路中的场合也是。如果有高介电常数的材料放在电场中，场的强度会在电介质内有可观的下降。这个事实常常用于增加特定电容器设计的电容。印刷线路板(Printed Wiring Boards，简称PWB)蚀刻的导体下面的层也用作电介质。

电介质也用于射频传输线。在同轴电缆中，聚乙烯可以用于隔离中心的导体和外层的屏蔽。它也可以放在波导中间以形成电介质波导。电介质波导很少被用到，因为所有已知的电介质材料的介电损失对于有效传输电磁场来说太大了，但是它们可以用于特殊应用，例如用在滤波器中。

光纤被有意掺上了杂质以便控制ε_r在横截面的精确值。这会控制材料的反射系数从而也控制光传输的模式。掺杂光纤也可用来形成光学放大器。