Dielektrická vodivost

fyzikální veličina

Dielektrická vodivost, čili permitance[pozn. 1], a dielektrický odpor, čili elastance, jsou vzájemně reciproké skalární fyzikální veličiny vyjadřující prostupnost daného dielektrického tělesa pro Elektrický indukční tok.

Značení, definice a jednotky

editovat

Dielektrická vodivost

editovat
  • Doporučené značení: Gd[1]
  • Definice:[1]
    Dielektrická vodivost je definována jako podíl elektrického indukčního toku Ψ mezi dvěma ekvipotenciálními plochami v dielektriku a rozdílu jejich potenciálů V1V2:
     ,
    resp. jako převrácená hodnota dielektrického odporu:
     ,
  • Jednotky:[1]
    Hlavní jednotkou v SI je 1 farad, značka 1 F

Dielektrický odpor

editovat
  • Doporučené značení: Rd[1]
  • Definice:[1]
    Dielektrický odpor je definována jako podíl rozdílu potenciálů V1V2 dvou ekvipotenciálních ploch v dielektriku a elektrického indukčního toku Ψ mezi nimi:
     
  • Jednotky:[1]
    Hlavní jednotkou v SI je 1 reciproký farad, značka 1 F−1

Vlastnosti a výpočet

editovat

Z definice vyplývá, že dielektrický odpor je převrácenou hodnotou dielektrické vodivosti a naopak:

 , resp.  .

Měrná dielektrická vodivost

editovat

Protože elektrický indukční tok roste s obsahem plochy, skrz kterou prochází, a protože rozdíl potenciálů (v prostředí bez nábojů) roste v daném poli se vzdáleností ekvipotenciálních ploch, závisí dielektrická vodivost a dielektrický odpor na rozměrech daného dielektrického tělesa. V homogenním poli je proto dielektrická vodivost přímo úměrná obsahu příčné plochy a nepřímo úměrná podélnému rozměru ve směru vektoru elektrické indukce.

Koeficientem úměrnosti, charakterizujícím lokální prostupnost prostředí pro tok elektrické indukce, je měrná dielektrická vodivost, známější jako permitivita a značená ε.[2]

I v nehomogenním dielektrickém prostředí tedy platí, že dielektrická vodivost elementárního hranolu s podstavami o obsahu dS a výškou dl, umístěného výškou ve směru vektoru elektrické indukce, je dána výrazem:

 .

Vztah ke kapacitě kondenzátoru

editovat

Elektrický indukční tok mezi elektrodami kondenzátoru je číselně roven jejich náboji, napětí na kondenzátoru je definováno jako rozdíl potenciálů jeho elektrod. Kapacita kondenzátoru je tedy z definice svou velikostí rovna dielektrické vodivosti dielektrika mezi jeho elektrodami (obdobný charakter naznačuje již shodná jednotka - farad).

To je i důvod, proč se v elektrotechnické praxi dielektrická vodivost používá jako samostatná veličina pouze zřídka.

Poznámky

editovat
  1. Pojem permitance používal původně (na konci 19. století) Oliver Heaviside pro veličinu, dnes zvanou susceptance.

Reference

editovat
  1. a b c d e f ŠINDELÁŘ, Václav; SMRŽ, Ladislav; BEŤÁK, Zdeněk. Nová soustava jednotek. 3. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1981. 672 s. (Odborná literatura pro učitele). 14-539-81. Kapitola IV. Veličiny odvozené, D. Elektřina a magnetismus, s. 322–323. 
  2. ČSN EN 80000-6 Veličiny a jednotky - Část 6: Elektromagnetismus. Český normalizační institut, leden 2009. Platná od 1. 2. 2009.