Dielektrická vodivost
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
Dielektrická vodivost
- 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 V1 − V2:
- ,
- resp. jako převrácená hodnota dielektrického odporu:
- ,
- Dielektrická vodivost je definována jako podíl elektrického indukčního toku Ψ mezi dvěma ekvipotenciálními plochami v dielektriku a rozdílu jejich potenciálů V1 − V2:
- Jednotky:[1]
Vlastnosti a výpočet
Z definice vyplývá, že dielektrický odpor je převrácenou hodnotou dielektrické vodivosti a naopak:
- , resp. .
Měrná dielektrická vodivost
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
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
- Pojem permitance používal původně (na konci 19. století) Oliver Heaviside pro veličinu, dnes zvanou susceptance.
Reference
- 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.
- ČSN EN 80000-6 Veličiny a jednotky - Část 6: Elektromagnetismus. Český normalizační institut, leden 2009. Platná od 1. 2. 2009.