Koefisien konstanta dielektrik. Konstanta dielektrik relatif
Setiap zat atau benda yang ada di sekitar kita memiliki sifat listrik tertentu. Hal ini dijelaskan oleh struktur molekul dan atom: adanya partikel bermuatan yang berada dalam keadaan saling terikat atau bebas.
Ketika tidak ada medan listrik eksternal yang bekerja pada suatu zat, partikel-partikel ini didistribusikan sedemikian rupa sehingga mereka menyeimbangkan satu sama lain dan tidak menciptakan medan listrik tambahan di seluruh volume total. Ketika energi listrik diterapkan dari luar, redistribusi muatan terjadi di dalam molekul dan atom, yang mengarah pada penciptaan medan listrik internalnya sendiri, yang berlawanan dengan medan listrik eksternal.
Jika vektor medan luar yang diterapkan dilambangkan dengan “E0”, dan medan dalam dengan “E””, maka total medan “E” akan menjadi jumlah energi dari kedua besaran ini.
Dalam kelistrikan, zat biasanya dibagi menjadi:
konduktor;
dielektrik.
Klasifikasi ini sudah ada sejak lama, meskipun agak sewenang-wenang karena banyak benda yang mempunyai sifat lain atau gabungan.
Konduktor
Media yang bebas biaya bertindak sebagai konduktor. Paling sering, logam bertindak sebagai konduktor, karena strukturnya selalu mengandung elektron bebas, yang mampu bergerak dalam seluruh volume zat dan, pada saat yang sama, merupakan peserta dalam proses termal.
Ketika sebuah konduktor diisolasi dari aksi medan listrik eksternal, keseimbangan muatan positif dan negatif tercipta di dalamnya dari kisi ionik dan elektron bebas. Kesetimbangan ini segera hancur ketika diterapkan - karena energinya, redistribusi partikel bermuatan dimulai dan muatan tidak seimbang dalam jumlah positif dan negatif muncul di permukaan luar.
Fenomena ini biasa disebut induksi elektrostatik. Muatan yang timbul pada permukaan logam disebut biaya induksi.
Muatan induktif yang terbentuk dalam konduktor membentuk medannya sendiri E, mengkompensasi pengaruh E0 eksternal di dalam konduktor, oleh karena itu, nilai total medan elektrostatik total dikompensasi dan sama dengan 0. Dalam hal ini, potensi semua titik. baik di dalam maupun di luar sama saja.
Kesimpulan yang dihasilkan menunjukkan bahwa di dalam konduktor, meskipun medan luar terhubung, tidak ada beda potensial dan tidak ada medan elektrostatis. Fakta ini digunakan dalam pelindung - penerapan metode perlindungan elektrostatis pada manusia dan peralatan listrik yang peka terhadap medan induksi, terutama alat ukur presisi tinggi dan peralatan mikroprosesor.
Pakaian dan alas kaki berpelindung yang terbuat dari kain dengan benang konduktif, termasuk penutup kepala, digunakan di sektor energi untuk melindungi personel yang bekerja dalam kondisi peningkatan ketegangan yang disebabkan oleh peralatan bertegangan tinggi.
Dielektrik
Ini adalah nama yang diberikan untuk zat yang mempunyai sifat isolasi. Mereka hanya berisi biaya yang saling berhubungan dan bukan biaya gratis. Bagi mereka, semua partikel positif dan negatif disatukan di dalam atom netral dan kehilangan kebebasan bergerak. Mereka didistribusikan di dalam dielektrik dan tidak bergerak di bawah pengaruh medan eksternal E0.
Namun, energinya masih menyebabkan perubahan tertentu pada struktur zat - rasio partikel positif dan negatif berubah di dalam atom dan molekul, dan muatan terikat yang tidak seimbang muncul pada permukaan zat berlebih, membentuk medan listrik internal E. Ini diarahkan berlawanan dengan ketegangan yang diterapkan dari luar.
Fenomena ini disebut polarisasi dielektrik. Hal ini ditandai dengan fakta bahwa medan listrik E muncul di dalam zat, dibentuk oleh aksi energi eksternal E0, namun dilemahkan oleh perlawanan dari energi internal E."
Jenis polarisasi
Ini terdiri dari dua jenis di dalam dielektrik:
1. orientasi;
2. elektronik.
Tipe pertama mempunyai nama tambahan polarisasi dipol. Hal ini melekat pada dielektrik dengan pusat muatan negatif dan positif yang dipindahkan, yang membentuk molekul dari dipol mikroskopis - kombinasi netral dari dua muatan. Hal ini biasa terjadi pada air, nitrogen dioksida, dan hidrogen sulfida.
Tanpa aksi medan listrik eksternal, dipol molekul zat tersebut berorientasi secara kacau di bawah pengaruh proses suhu yang ada. Dalam hal ini, pada titik mana pun di volume internal dan di permukaan luar dielektrik, tidak ada muatan listrik.
Gambaran ini berubah di bawah pengaruh energi yang diterapkan secara eksternal, ketika dipol sedikit mengubah orientasinya dan daerah muatan terikat makroskopis yang tidak terkompensasi muncul di permukaan, membentuk medan E" dengan arah berlawanan dengan E0 yang diterapkan.
Dengan polarisasi seperti itu, suhu mempunyai pengaruh yang besar terhadap proses, menyebabkan pergerakan termal dan menimbulkan faktor disorientasi.
Polarisasi elektronik, mekanisme elastis
Ini memanifestasikan dirinya dalam dielektrik non-polar - bahan dari jenis yang berbeda dengan molekul tanpa momen dipol, yang, di bawah pengaruh medan eksternal, berubah bentuk sehingga muatan positif berorientasi ke arah vektor E0, dan muatan negatif muatan berorientasi ke arah yang berlawanan.
Akibatnya, masing-masing molekul bertindak sebagai dipol listrik, yang berorientasi sepanjang sumbu medan yang diterapkan. Dengan cara ini, mereka menciptakan bidang E" mereka sendiri di permukaan luar dengan arah yang berlawanan.
Dalam zat seperti itu, deformasi molekul, dan akibatnya, polarisasi akibat pengaruh medan luar, tidak bergantung pada pergerakannya di bawah pengaruh suhu. Contoh dielektrik non-polar adalah metana CH4.
Nilai numerik medan internal kedua jenis dielektrik pada awalnya berubah berbanding lurus dengan peningkatan medan eksternal, dan kemudian, ketika saturasi tercapai, efek nonlinier muncul. Mereka terjadi ketika semua dipol molekul berbaris di sepanjang garis medan dielektrik polar atau perubahan struktur zat non-polar terjadi karena deformasi kuat atom dan molekul akibat energi besar yang diterapkan secara eksternal.
Dalam praktiknya, kasus seperti itu jarang terjadi - biasanya kerusakan atau kegagalan isolasi terjadi terlebih dahulu.
Permitivitas
Di antara bahan isolasi, peran penting dimainkan oleh karakteristik kelistrikan dan indikator seperti permitivitas. Itu dapat dinilai dengan dua karakteristik berbeda:
1. nilai mutlak;
2. ukuran relatif.
Istilahnya konstanta dielektrik mutlak zat εa digunakan jika mengacu pada notasi matematika hukum Coulomb. Dalam bentuk koefisien εа, menghubungkan vektor induksi D dan tegangan E.
Mari kita ingat bahwa fisikawan Perancis Charles de Coulomb, dengan menggunakan keseimbangan torsinya sendiri, mempelajari pola gaya listrik dan magnet antara benda-benda kecil bermuatan.
Penentuan konstanta dielektrik relatif suatu medium digunakan untuk mengkarakterisasi sifat isolasi suatu zat. Ini memperkirakan rasio gaya interaksi antara dua muatan titik menjadi dua kondisi yang berbeda: dalam ruang hampa dan lingkungan kerja. Dalam hal ini, indikator vakum diambil sebagai 1 (εv=1), dan untuk zat nyata selalu lebih tinggi, εr>1.
Ekspresi numerik εr ditampilkan sebagai besaran tak berdimensi, dijelaskan oleh efek polarisasi dielektrik, dan digunakan untuk mengevaluasi karakteristiknya.
Nilai konstanta dielektrik masing-masing media(pada suhu kamar)
| Zat | ε | Zat | ε |
| garam Rochelle | 6000 | Berlian | 5,7 |
| Rutil (sepanjang sumbu optik) | 170 | Air | 81 |
| Polietilen | 2,3 | Etil alkohol | 26,8 |
| Silikon | 12,0 | Mika | 6 |
| Kaca | 5-16 | Karbon dioksida | 1,00099 |
| NaCl | 5,26 | uap air | 1,0126 |
| benzena | 2,322 | Udara (760 mmHg) | 1,00057 |
Konstanta dielektrik relatif lingkungan ε - tidak berdimensi kuantitas fisik, mengkarakterisasi sifat-sifat media isolasi (dielektrik). Hal ini terkait dengan efek polarisasi dielektrik di bawah pengaruh medan listrik (dan dengan nilai kerentanan dielektrik medium yang menjadi ciri efek ini). Nilai ε menunjukkan berapa kali gaya interaksi antara keduanya muatan listrik dalam medium lebih kecil dibandingkan dalam ruang hampa. Konstanta dielektrik relatif udara dan sebagian besar gas lainnya dalam kondisi normal mendekati satu (karena kepadatannya yang rendah). Untuk sebagian besar dielektrik padat atau cair, permitivitas relatif berkisar antara 2 hingga 8 (untuk medan statis). Konstanta dielektrik air dalam medan statis cukup tinggi - sekitar 80. Nilainya tinggi untuk zat dengan molekul yang memiliki dipol listrik besar. Konstanta dielektrik relatif feroelektrik adalah puluhan dan ratusan ribu.
Penerapan Praktis
Konstanta dielektrik dielektrik merupakan salah satu parameter utama dalam perancangan kapasitor listrik. Penggunaan bahan dengan konstanta dielektrik yang tinggi dapat mengurangi dimensi fisik kapasitor secara signifikan.
Parameter konstanta dielektrik diperhitungkan saat merancang papan sirkuit cetak. Nilai konstanta dielektrik zat antar lapisan, dikombinasikan dengan ketebalannya, mempengaruhi nilai kapasitansi statis alami dari lapisan daya, dan juga secara signifikan mempengaruhi impedansi karakteristik konduktor di papan.
Ketergantungan frekuensi
Perlu dicatat bahwa konstanta dielektrik sangat bergantung pada frekuensi medan elektromagnetik. Hal ini harus selalu diperhitungkan, karena tabel referensi biasanya berisi data untuk bidang statis atau frekuensi rendah hingga beberapa unit kHz tanpa menunjukkan fakta ini. Pada saat yang sama, ada juga metode optik untuk memperoleh konstanta dielektrik relatif berdasarkan indeks bias menggunakan ellipsometer dan refraktometer. Nilai yang diperoleh dengan metode optik (frekuensi 10-14 Hz) akan berbeda secara signifikan dengan data pada tabel.
Misalnya saja pada kasus air. Dalam kasus medan statis (frekuensi nol), konstanta dielektrik relatif dalam kondisi normal adalah sekitar 80. Hal ini terjadi pada frekuensi inframerah. Mulai sekitar 2 GHz r mulai jatuh. Dalam jangkauan optik r adalah sekitar 1,8. Hal ini cukup konsisten dengan fakta bahwa pada rentang optik indeks bias air adalah 1,33. Dalam rentang frekuensi sempit, yang disebut optik, penyerapan dielektrik turun menjadi nol, yang sebenarnya memberikan mekanisme penglihatan bagi seseorang di atmosfer bumi yang jenuh dengan uap air. Dengan peningkatan frekuensi lebih lanjut, sifat-sifat medium berubah lagi.
Nilai konstanta dielektrik untuk beberapa zat
| Zat | Rumus kimia | Kondisi pengukuran | Nilai karakteristik ε r |
|---|---|---|---|
| Aluminium | Al | 1kHz | -1300 + 1.3 Templat: Ei |
| Perak | Agustus | 1kHz | -85 + 8 Templat: Ei |
| Kekosongan | - | - | 1 |
| Udara | - | Kondisi normal, 0,9 MHz | 1,00058986 ± 0,00000050 |
| Karbon dioksida | CO2 | Kondisi normal | 1,0009 |
| Teflon | - | - | 2,1 |
| Nilon | - | - | 3,2 |
| Polietilen | [-CH 2 -CH 2 -] n | - | 2,25 |
| Polistiren | [-CH 2 -C(C 6 H 5)H-] n | - | 2,4-2,7 |
| Karet | - | - | 2,4 |
| Aspal | - | - | 2,5-3,0 |
| Karbon disulfida | CS 2 | - | 2,6 |
| Parafin | C 18 N 38 − C 35 N 72 | - | 2,0-3,0 |
| Kertas | - | - | 2,0-3,5 |
| Polimer elektroaktif | − | − | 2-12 |
| Ebonit | (C 6 H 9 S) 2 | − | 2,5-3,0 |
| Kaca plexiglass (kaca plexiglass) | - | - | 3,5 |
| Kuarsa | SiO2 | - | 3,5-4,5 |
| Silikon dioksida | SiO2 | − | 3,9 |
| Bakelit | - | - | 4,5 |
| Konkret | − | − | 4,5 |
| Porselen | − | − | 4,5-4,7 |
| Kaca | − | − | 4,7 (3,7-10) |
| Fiberglass FR-4 | - | - | 4,5-5,2 |
| Dapatkaninax | - | - | 5-6 |
| Mika | - | - | 7,5 |
| Karet | − | − | 7 |
| polikor | 98% Al2O3 | - | 9,7 |
| Berlian | − | − | 5,5-10 |
| garam meja | NaCl | − | 3-15 |
| Grafit | C | − | 10-15 |
| Keramik | − | − | 10-20 |
| Silikon | Ya | − | 11.68 |
| membosankan | B | − | 2.01 |
| Amonia | NH3 | 20°C | 17 |
| 0 °C | 20 | ||
| −40 °C | 22 | ||
| −80 °C | 26 | ||
| Etil alkohol | C 2 H 5 OH atau CH 3 -CH 2 -OH | − | 27 |
| Metanol | CH3OH | − | 30 |
| Etilen glikol | HO-CH 2 -CH 2 -OH | − | 37 |
| Furfural | C5H4O2 | − | 42 |
IZIN (konstanta dielektrik) adalah besaran fisis yang mencirikan kemampuan suatu zat untuk mereduksi gaya interaksi listrik dalam zat tersebut dibandingkan dengan ruang hampa. Jadi, d.p. menunjukkan berapa kali gaya interaksi listrik dalam suatu zat lebih kecil dibandingkan dalam ruang hampa.
D.p. merupakan suatu sifat yang bergantung pada struktur zat dielektrik. Elektron, ion, atom, molekul atau bagian-bagiannya masing-masing dan bagian yang lebih besar dari suatu zat di dalamnya medan listrik terpolarisasi (lihat Polarisasi), yang mengarah pada netralisasi parsial medan listrik eksternal. Jika frekuensi medan listrik sepadan dengan waktu polarisasi suatu zat, maka dalam rentang frekuensi tertentu terjadi dispersi faktor dispersi, yaitu ketergantungan nilainya pada frekuensi (lihat Dispersi). D.p. suatu zat bergantung pada sifat listrik atom dan molekul, dan pada sifat-sifatnya posisi relatif, yaitu struktur materi. Oleh karena itu, penentuan konduktivitas listrik atau perubahannya tergantung pada kondisi lingkungan digunakan ketika mempelajari struktur suatu zat, dan khususnya berbagai jaringan tubuh (lihat Konduktivitas listrik sistem biologis).
Berbagai zat (dielektrik) tergantung pada struktur dan keadaan agregasi memiliki nilai D. p.
Meja. Nilai konstanta dielektrik suatu zat
Yang sangat penting untuk penelitian biol medis adalah studi tentang D. dan. dalam cairan polar. Perwakilan khasnya adalah air, terdiri dari dipol yang berorientasi pada medan listrik karena interaksi antara muatan dipol dan medan, yang menyebabkan terjadinya dipol atau polarisasi orientasi. Nilai tekanan air yang tinggi (80 pada t° 20°) menentukan derajat tinggi disosiasi berbagai bahan kimia di dalamnya. zat dan kelarutan yang baik terhadap garam, senyawa, basa dan senyawa lainnya (lihat Disosiasi, Elektrolit). Dengan meningkatnya konsentrasi elektrolit dalam air, nilai DP-nya menurun (misalnya, untuk elektrolit monovalen, DP air berkurang satu ketika konsentrasi garam meningkat 0,1 M).
Sebagian besar objek biol termasuk dalam dielektrik heterogen. Ketika ion-ion suatu objek biologis berinteraksi dengan medan listrik, polarisasi antarmuka menjadi sangat penting (lihat Membran biologis). Dalam hal ini, besarnya polarisasi semakin besar, semakin rendah frekuensi medan listriknya. Karena polarisasi batas antarmuka biol dan suatu benda bergantung pada permeabilitasnya (lihat) terhadap ion, jelas bahwa D. p.
Karena polarisasi objek heterogen yang kompleks seperti objek biologis memiliki sifat yang berbeda (konsentrasi, struktur makro, orientasi, ionik, elektronik, dll.), maka dapat dimengerti bahwa dengan meningkatnya frekuensi, perubahan dispersi (dispersi) sangat terasa. Secara konvensional, tiga wilayah dispersi frekuensi dinamis dibedakan: dispersi alfa (pada frekuensi hingga 1 kHz), dispersi beta (frekuensi dari beberapa kHz hingga puluhan MHz) dan dispersi gamma (frekuensi di atas 10 9 Hz); pada biol, benda biasanya tidak terdapat batas yang jelas antar daerah penyebarannya.
Dengan penurunan fungsi, keadaan biol, objek, dispersi D. p. pada frekuensi rendah menurun hingga hilang sama sekali (dengan kematian jaringan). Pada frekuensi tinggi, nilai d.p.
D.p. diukur dalam rentang frekuensi yang luas, dan bergantung pada rentang frekuensi, metode pengukuran juga berubah secara signifikan. Pada frekuensi arus listrik kurang dari 1 Hz, pengukuran dilakukan dengan metode pengisian atau pengosongan kapasitor yang diisi zat uji. Mengetahui ketergantungan arus pengisian atau pengosongan terhadap waktu, dimungkinkan untuk menentukan tidak hanya nilai kapasitansi listrik kapasitor, tetapi juga kerugian di dalamnya. Pada frekuensi dari 1 hingga 3 10 8 Hz untuk mengukur D. dan. Mereka menggunakan metode resonansi dan jembatan khusus, yang memungkinkan untuk mempelajari perubahan tekanan dinamis secara komprehensif. berbagai zat secara paling lengkap dan komprehensif.
Dalam penelitian medis-biologis, jembatan arus bolak-balik simetris dengan pembacaan langsung besaran terukur paling sering digunakan.
Bibliografi: Pemanasan frekuensi tinggi dielektrik dan semikonduktor, ed. A.V. Netushila, M. -L., 1959, daftar pustaka; S Edunov B. I. dan Fran k-K a m e-ne c k dan y D. A. Konstanta dielektrik benda biologis, Usp. fisik Sains, jilid 79, v. 4, hal. 617, 1963, daftar pustaka; Elektronika dan sibernetika dalam biologi dan kedokteran, trans. dari bahasa Inggris, ed. P.K. 71, M., 1963, daftar pustaka; E m e F. Pengukuran dielektrik, trans. dari Jerman, M., 1967, bibliogr.
Dielektriḱ penetrasi kimiá kapasitas medium - besaran fisis yang mencirikan sifat-sifat medium isolasi (dielektrik) dan menunjukkan ketergantungan induksi listrik pada kuat medan listrik.
Hal ini ditentukan oleh pengaruh polarisasi dielektrik di bawah pengaruh medan listrik (dan dengan nilai kerentanan dielektrik medium yang mencirikan efek ini).
Ada konstanta dielektrik relatif dan absolut.
Konstanta dielektrik relatif ε tidak berdimensi dan menunjukkan berapa kali gaya interaksi antara dua muatan listrik dalam suatu medium lebih kecil daripada dalam ruang hampa. Nilai udara dan sebagian besar gas lainnya dalam kondisi normal mendekati satu (karena kepadatannya yang rendah). Untuk sebagian besar dielektrik padat atau cair, konstanta dielektrik relatif berada pada kisaran 2 hingga 8 (untuk medan statis). Konstanta dielektrik air dalam medan statis cukup tinggi - sekitar 80. Nilainya besar untuk zat dengan molekul yang memiliki momen dipol listrik besar. Konstanta dielektrik relatif feroelektrik adalah puluhan dan ratusan ribu.
Konstanta dielektrik absolut dalam literatur luar negeri dilambangkan dengan huruf ε; dalam literatur dalam negeri, kombinasi yang banyak digunakan adalah konstanta listrik. Konstanta dielektrik absolut hanya digunakan dalam Satuan Sistem Internasional (SI), di mana induksi dan kuat medan listrik diukur dalam satuan yang berbeda. Dalam sistem SGS tidak perlu memperkenalkan konstanta dielektrik absolut. Konstanta dielektrik absolut (seperti konstanta listrik) mempunyai dimensi L −3 M −1 T 4 I². Dalam Satuan Sistem Internasional (SI): =F/m.
Perlu dicatat bahwa konstanta dielektrik sangat bergantung pada frekuensi medan elektromagnetik. Hal ini harus selalu diperhitungkan, karena tabel referensi biasanya berisi data untuk bidang statis atau frekuensi rendah hingga beberapa unit kHz tanpa menunjukkan fakta ini. Pada saat yang sama, ada juga metode optik untuk memperoleh konstanta dielektrik relatif berdasarkan indeks bias menggunakan ellipsometer dan refraktometer. Nilai yang diperoleh dengan metode optik (frekuensi 10-14 Hz) akan berbeda secara signifikan dengan data pada tabel.
Misalnya saja pada kasus air. Dalam kasus medan statis (frekuensi nol), konstanta dielektrik relatif dalam kondisi normal adalah sekitar 80. Hal ini terjadi pada frekuensi inframerah. Mulai sekitar 2 GHz ε R mulai jatuh. Dalam jangkauan optik ε R adalah sekitar 1,8. Hal ini cukup konsisten dengan fakta bahwa pada rentang optik indeks bias air adalah 1,33. Dalam rentang frekuensi sempit, yang disebut optik, penyerapan dielektrik turun menjadi nol, yang sebenarnya memberi seseorang mekanisme penglihatan [ sumber tidak ditentukan 1252 hari] di atmosfer bumi jenuh dengan uap air. Dengan peningkatan frekuensi lebih lanjut, sifat-sifat medium berubah lagi. Anda dapat membaca tentang perilaku konstanta dielektrik relatif air dalam rentang frekuensi 0 hingga 10 12 (wilayah inframerah) di (Bahasa Inggris)
Konstanta dielektrik dielektrik merupakan salah satu parameter utama dalam pengembangan kapasitor listrik. Penggunaan bahan dengan konstanta dielektrik yang tinggi dapat mengurangi dimensi fisik kapasitor secara signifikan.
Kapasitansi kapasitor ditentukan:
Di mana ε R- konstanta dielektrik zat di antara pelat, ε HAI- konstanta listrik, S- luas pelat kapasitor, D- jarak antar pelat.
Parameter konstanta dielektrik diperhitungkan saat mengembangkan papan sirkuit tercetak. Nilai konstanta dielektrik zat antar lapisan, dikombinasikan dengan ketebalannya, mempengaruhi nilai kapasitansi statis alami dari lapisan daya, dan juga secara signifikan mempengaruhi impedansi karakteristik konduktor di papan.
RESISTENSI listrik, besaran fisis sama dengan hambatan listrik ( cm. TAHAN LISTRIK) R konduktor berbentuk silinder dengan satuan panjang (l = 1 m) dan satuan luas penampang (S = 1 m 2).. r = R S/l. Dalam Si, satuan resistivitas adalah Ohm. m. Resistivitas juga dapat dinyatakan dalam Ohm. cm Resistivitas adalah karakteristik bahan yang dilalui arus dan bergantung pada bahan pembuatnya. Resistivitas sama dengan r = 1 Ohm. m berarti konduktor berbentuk silinder terbuat dari dari bahan ini, panjang l = 1 m dan dengan luas penampang S = 1 m 2 mempunyai hambatan R = 1 Ohm. m.Nilai resistivitas logam ( cm. LOGAM), yang merupakan konduktor yang baik ( cm. KONDUKTOR), dapat memiliki nilai orde 10 - 8 – 10 - 6 Ohm. m (misalnya tembaga, perak, besi, dll.). Resistivitas beberapa dielektrik padat ( cm. DIELEKTRIK) dapat mencapai nilai 10 16 -10 18 Ohm.m (misalnya kaca kuarsa, polietilen, elektroporselen, dll.). Nilai resistivitas banyak material (terutama material semikonduktor ( cm. BAHAN SEMIKONDUKTOR)) sangat bergantung pada tingkat pemurniannya, keberadaan aditif paduan, perlakuan termal dan mekanis, dll. Nilai s, kebalikan dari resistivitas, disebut konduktivitas spesifik: s = 1/r Konduktivitas spesifik diukur dalam siemens ( cm. SIEMENS (satuan konduktifitas)) per meter S/m. Resistivitas listrik (konduktivitas) adalah besaran skalar untuk suatu zat isotropik; dan tensor - untuk zat anisotropik. Dalam kristal tunggal anisotropik, anisotropi konduktivitas listrik merupakan konsekuensi dari anisotropi kebalikan massa efektif ( cm. MASSA EFEKTIF) elektron dan lubang.
1-6. KONDUKTIVITAS LISTRIK ISOLASI
Ketika insulasi kabel atau kawat dihubungkan ke tegangan konstan U, arus i melewatinya, bervariasi seiring waktu (Gbr. 1-3). Arus ini memiliki komponen konstan - arus konduksi (i ∞) dan arus absorpsi, di mana γ adalah konduktivitas yang sesuai dengan arus absorpsi; T adalah waktu di mana arus i abs turun menjadi 1/e dari nilai aslinya. Untuk waktu yang sangat lama i abs →0 dan i = i ∞. Konduktivitas listrik dielektrik dijelaskan oleh adanya sejumlah partikel bermuatan bebas: ion dan elektron.
Ciri paling khas dari sebagian besar bahan isolasi listrik adalah konduktivitas listrik ionik, yang mungkin terjadi karena kontaminan yang pasti ada dalam isolasi (pengotor uap air, garam, alkali, dll.). Dalam dielektrik dengan konduktivitas ionik, hukum Faraday dipatuhi dengan ketat - proporsionalitas antara jumlah listrik yang melewati insulasi dan jumlah zat yang dilepaskan selama elektrolisis.
Dengan meningkatnya suhu, resistivitas bahan isolasi listrik menurun dan ditandai dengan rumus
dimana_ρ o, A dan B adalah konstanta untuk bahan tertentu; T - suhu, °K.
Ketergantungan yang lebih besar dari ketahanan insulasi terhadap kelembaban terjadi pada bahan insulasi higroskopis, terutama berserat (kertas, benang katun, dll.). Oleh karena itu, bahan berserat dikeringkan dan diresapi, serta dilindungi oleh cangkang tahan lembab.
Resistansi isolasi dapat menurun dengan meningkatnya tegangan akibat terbentuknya muatan ruang pada bahan isolasi. Konduktivitas elektronik tambahan yang tercipta dalam hal ini menyebabkan peningkatan konduktivitas listrik. Ada ketergantungan konduktivitas pada tegangan di medan yang sangat kuat (hukum Ya. I. Frenkel):
dimana γ o - konduktivitas di medan lemah; a adalah konstan. Semua bahan isolasi listrik dicirikan oleh nilai konduktivitas isolasi tertentu G. Idealnya, konduktivitas bahan isolasi adalah nol. Untuk bahan isolasi nyata, konduktivitas per satuan panjang kabel ditentukan oleh rumus
Pada kabel dengan resistansi isolasi lebih dari 3-10 11 ohm-m dan kabel komunikasi, di mana kerugian polarisasi dielektrik jauh lebih besar daripada kerugian termal, konduktivitas ditentukan oleh rumus
Konduktivitas isolasi dalam teknologi komunikasi merupakan parameter kelistrikan suatu saluran yang mencirikan hilangnya energi pada isolasi inti kabel. Ketergantungan nilai konduktivitas pada frekuensi ditunjukkan pada Gambar. 1-1. Kebalikan dari konduktivitas, resistansi insulasi, adalah rasio tegangan DC yang diterapkan pada insulasi (dalam volt) dengan tegangan bocor (dalam ampere), yaitu.
di mana R V adalah resistansi insulasi volumetrik, yang secara numerik menentukan hambatan yang ditimbulkan oleh aliran arus melalui ketebalan insulasi; R S - resistansi permukaan, yang menentukan hambatan aliran arus sepanjang permukaan insulasi.
Penilaian praktis terhadap kualitas bahan insulasi yang digunakan adalah resistansi volumetrik spesifik ρ V yang dinyatakan dalam ohm-sentimeter (ohm*cm). Secara numerik, ρ V sama dengan hambatan (dalam ohm) sebuah kubus yang rusuknya 1 cm terbuat dari bahan tertentu, jika arus melewati dua sisi kubus yang berhadapan. Resistansi permukaan spesifik ρ S secara numerik sama dengan resistansi permukaan sebuah persegi (dalam ohm) jika arus dialirkan ke elektroda yang membatasi dua sisi berlawanan dari persegi tersebut.
Resistansi isolasi kabel atau kawat inti tunggal ditentukan oleh rumus
Sifat kelembaban dielektrik
Ketahanan kelembaban – ini adalah keandalan insulasi ketika berada dalam atmosfer uap air yang mendekati jenuh. Ketahanan kelembaban dinilai berdasarkan perubahan sifat listrik, mekanik dan fisik lainnya setelah material berada di atmosfer dengan kelembaban tinggi dan tinggi; pada kelembaban dan permeabilitas air; pada kelembaban dan penyerapan air.
Permeabilitas kelembaban – kemampuan suatu bahan untuk melewatkan uap air dengan adanya perbedaan kelembaban udara relatif pada kedua sisi bahan.
Penyerapan kelembaban – kemampuan suatu bahan dalam menyerap air bila terkena dalam waktu lama pada suasana lembab mendekati keadaan jenuh.
Penyerapan air – kemampuan suatu bahan dalam menyerap air bila direndam dalam air dalam waktu yang lama.
Resistensi tropis dan tropisisasi peralatan – perlindungan peralatan listrik dari kelembaban, jamur, hewan pengerat.
Sifat termal dielektrik
Untuk mengkarakterisasi sifat termal dielektrik, besaran berikut digunakan.
Tahan panas– kemampuan bahan dan produk isolasi listrik untuk menahan suhu tinggi dan perubahan suhu mendadak tanpa membahayakannya. Ditentukan oleh suhu di mana perubahan signifikan dalam sifat mekanik dan listrik diamati, misalnya, deformasi tarik atau tekuk di bawah beban dimulai pada dielektrik organik.
Konduktivitas termal– proses perpindahan panas pada suatu bahan. Hal ini ditandai dengan koefisien konduktivitas termal yang ditentukan secara eksperimental λ t. λ t adalah jumlah panas yang dipindahkan dalam satu detik melalui lapisan bahan setebal 1 m dan luas permukaan 1 m 2 dengan perbedaan suhu antara permukaan. lapisan 1°K. Koefisien konduktivitas termal dielektrik bervariasi dalam rentang yang luas. Gas, dielektrik berpori dan cairan memiliki nilai λ t paling rendah (untuk udara λ t = 0,025 W/(m K), untuk air λ t = 0,58 W/(m K)), dielektrik kristal memiliki nilai yang tinggi (untuk kristal kuarsa λ t = 12,5 W/(m K)). Koefisien konduktivitas termal dielektrik bergantung pada strukturnya (untuk kuarsa leburan λ t = 1,25 W/(m K)) dan suhu.
Ekspansi termal dielektrik diperkirakan dengan koefisien suhu ekspansi linier: 
. Bahan dengan ekspansi termal rendah cenderung memiliki ketahanan panas lebih tinggi dan sebaliknya. Ekspansi termal dielektrik organik secara signifikan (puluhan dan ratusan kali lipat) melebihi ekspansi dielektrik anorganik. Oleh karena itu, stabilitas dimensi bagian yang terbuat dari dielektrik anorganik selama fluktuasi suhu jauh lebih tinggi dibandingkan dengan bagian organik.
1. Arus penyerapan
Arus serapan merupakan arus perpindahan dari berbagai jenis polarisasi lambat. Arus serapan pada tegangan konstan mengalir dalam dielektrik sampai tercapai keadaan setimbang, berubah arahnya ketika tegangan dihidupkan dan dimatikan. Dengan tegangan bolak-balik, arus serapan mengalir sepanjang dielektrik berada dalam medan listrik.
Umumnya arus listrik J dalam dielektrik adalah jumlah arus yang lewat J sk dan arus serapan J ab
j = j sk+ J ab.
Arus serapan dapat ditentukan melalui arus bias J cm - laju perubahan vektor induksi listrik D
Arus yang lewat ditentukan oleh perpindahan (pergerakan) berbagai pembawa muatan dalam medan listrik.
2. Elektronik konduktivitas listrik ditandai dengan pergerakan elektron di bawah pengaruh medan. Selain logam, ia terdapat dalam karbon, oksida logam, sulfida dan zat lainnya, serta di banyak semikonduktor.
3. ionik – disebabkan oleh pergerakan ion. Hal ini diamati dalam larutan dan lelehan elektrolit - garam, asam, basa, serta di banyak dielektrik. Ini dibagi menjadi konduktivitas intrinsik dan pengotor. Konduktivitas intrinsik disebabkan oleh pergerakan ion yang diperoleh selama disosiasi molekul. Pergerakan ion dalam medan listrik disertai dengan elektrolisis – perpindahan suatu zat antar elektroda dan pelepasannya pada elektroda. Cairan polar lebih terdisosiasi dan mempunyai daya hantar listrik lebih besar dibandingkan cairan non-polar.
Dalam dielektrik cair nonpolar dan polar lemah (minyak mineral, cairan silikon), konduktivitas listrik ditentukan oleh pengotor.
4. Konduktivitas listrik molion – disebabkan oleh pergerakan partikel bermuatan yang disebut molion. Itu diamati dalam sistem koloid, emulsi , suspensi . Pergerakan molion yang dipengaruhi medan listrik disebut elektroforesis. Selama elektroforesis, tidak seperti elektrolisis, tidak ada zat baru yang terbentuk; konsentrasi relatif fase terdispersi di berbagai lapisan cairan berubah. Konduktivitas elektroforesis diamati, misalnya, pada minyak yang mengandung air teremulsi.
Permitivitas
Fenomena polarisasi dinilai dari nilai konstanta dielektrik ε. Parameter ε yang mencirikan kemampuan suatu bahan untuk membentuk kapasitansi disebut konstanta dielektrik relatif.
Kata “relatif” biasanya dihilangkan. Perlu diingat bahwa kapasitansi listrik dari bagian insulasi dengan elektroda, mis. kapasitor tergantung pada dimensi geometris, konfigurasi elektroda dan pada struktur bahan pembentuk dielektrik kapasitor tersebut.
Dalam ruang hampa ε = 1, dan setiap dielektrik selalu lebih besar dari 1. Jika C0 - em-
tulang, di antara pelat-pelatnya terdapat ruang hampa dengan bentuk dan ukuran yang berubah-ubah, dan C adalah kapasitansi kapasitor dengan ukuran dan bentuk yang sama, tetapi diisi dengan dielektrik dengan konstanta dielektrik ε, maka
Dinyatakan dengan C0 konstanta listrik (F/m), sama dengan
С0 = 8.854.10-12,
mari kita cari konstanta dielektrik absolut
ε’ = ε0 .ε.
Mari kita tentukan nilai kapasitansi untuk beberapa bentuk dielektrik.
Untuk kapasitor pelat paralel
С = ε0 ε S/jam = 8,854 1О-12 ε S/jam.
dimana S adalah luas penampang elektroda, m2;
h - jarak antar elektroda, m.
Signifikansi praktis konstanta dielektrik sangat tinggi. Hal ini menentukan tidak hanya kemampuan suatu bahan untuk membentuk suatu wadah, tetapi juga termasuk dalam sejumlah persamaan dasar yang menjadi cirinya proses fisik mengalir dalam dielektrik.
Konstanta dielektrik gas, karena kepadatannya yang rendah (karena jarak antar molekul yang jauh), tidak signifikan dan mendekati kesatuan. Biasanya polarisasi suatu gas bersifat elektronik atau dipol jika molekulnya polar. Semakin besar jari-jari molekul, semakin tinggi ε gasnya. Perubahan jumlah molekul gas per satuan volume gas (n) seiring dengan perubahan suhu dan tekanan menyebabkan perubahan konstanta dielektrik gas. Jumlah molekul N sebanding dengan tekanan dan berbanding terbalik dengan suhu mutlak.
Ketika kelembapan berubah, konstanta dielektrik udara berubah sedikit berbanding lurus dengan perubahan kelembapan (pada suhu kamar). Pada suhu tinggi pengaruh kelembapan sangat meningkat. Ketergantungan konstanta dielektrik pada suhu ditandai dengan ekspresi
TK ε = 1 / ε (dε / dT).
Dengan menggunakan ungkapan ini, seseorang dapat menghitung perubahan relatif konstanta dielektrik ketika suhu berubah sebesar 1 0 K - yang disebut koefisien suhu TC dari konstanta dielektrik.
Nilai TC gas non-polar ditentukan dengan rumus
T K ε = (ε -1) / dT.
dimana T adalah suhu. KE.
Konstanta dielektrik suatu zat cair sangat bergantung pada strukturnya. Nilai ε cairan non-polar kecil dan mendekati kuadrat indeks bias cahaya n 2. Konstanta dielektrik cairan polar, yang digunakan sebagai dielektrik teknis, berkisar antara 3,5 hingga 5, yang sangat mencolok lebih tinggi dibandingkan cairan non-polar.
Dengan demikian, polarisasi cairan yang mengandung molekul dipol ditentukan secara bersamaan oleh polarisasi elektronik dan relaksasi dipol.
Cairan yang sangat polar dicirikan oleh nilai ε yang tinggi karena konduktivitasnya yang tinggi. Ketergantungan suhu ε dalam cairan dipol lebih kompleks dibandingkan cairan netral.
Oleh karena itu, pada frekuensi 50 Hz untuk bifenil terklorinasi (savol) meningkat dengan cepat karena penurunan tajam viskositas cairan, dan dipol
molekul mempunyai waktu untuk menyesuaikan diri mengikuti perubahan suhu.
Penurunan ε terjadi karena peningkatan gerakan termal molekul, yang mencegah orientasinya ke arah medan listrik.
Dielektrik dibagi menjadi empat kelompok menurut jenis polarisasinya:
Kelompok pertama adalah dielektrik dengan komposisi tunggal, homogen, murni, tanpa aditif, yang sebagian besar memiliki polarisasi elektronik atau pengemasan ion yang padat. Ini termasuk dielektrik padat nonpolar dan polar lemah dalam bentuk kristal atau amorf, serta cairan dan gas nonpolar dan polar lemah.
Kelompok kedua adalah dielektrik teknis dengan polarisasi elektronik, ionik dan relaksasi dipol secara bersamaan. Ini termasuk zat semi-cair dan padat organik polar (dipol), misalnya senyawa minyak-rosin, selulosa, resin epoksi dan material komposit yang terbuat dari bahan tersebut.
Kelompok ketiga adalah dielektrik teknis dengan polarisasi ionik dan elektronik; dielektrik dengan polarisasi relaksasi elektronik dan ionik dibagi menjadi dua subkelompok. Subkelompok pertama mencakup sebagian besar zat kristal dengan pengepakan ion yang rapat ε< 3,0.
Subkelompok kedua mencakup gelas anorganik dan bahan yang mengandung fase kaca, serta zat kristal dengan ion yang longgar.
Kelompok keempat terdiri dari feroelektrik yang mempunyai polarisasi spontan, elektronik, ionik, relaksasi elektron-ion, serta migrasi atau tegangan tinggi untuk material komposit, kompleks dan berlapis.
4. Rugi-rugi dielektrik bahan isolasi listrik. Jenis rugi-rugi dielektrik.
Rugi-rugi dielektrik adalah daya yang hilang pada suatu dielektrik bila terkena medan listrik dan menyebabkan pemanasan pada dielektrik tersebut.
Rugi-rugi dielektrik diamati baik pada tegangan bolak-balik maupun pada tegangan konstan, karena arus tembus akibat konduksi terdeteksi pada material. Pada tegangan konstan, bila tidak ada polarisasi periodik, kualitas material dicirikan, seperti ditunjukkan di atas, oleh nilai resistivitas volumetrik dan permukaan. Dengan tegangan bolak-balik, perlu menggunakan beberapa karakteristik lain dari kualitas bahan, karena dalam hal ini, selain arus yang lewat, timbul alasan tambahan yang menyebabkan kerugian pada dielektrik.
Rugi-rugi dielektrik pada bahan isolasi listrik dapat dicirikan oleh disipasi daya per satuan volume, atau rugi-rugi spesifik; Lebih sering, untuk menilai kemampuan dielektrik untuk menghilangkan daya dalam medan listrik, digunakan sudut kehilangan dielektrik, serta garis singgung sudut ini.
Beras. 3-1. Ketergantungan muatan pada tegangan untuk dielektrik linier tanpa rugi-rugi (a), dengan rugi-rugi (b)
Sudut kerugian dielektrik adalah sudut yang melengkapi sudut pergeseran fasa antara arus dan tegangan hingga 90° dalam rangkaian kapasitif. Untuk dielektrik ideal, vektor arus pada rangkaian tersebut akan mendahului vektor tegangan sebesar 90°, sedangkan sudut rugi-rugi dielektrik akan menjadi nol. Semakin besar daya yang dihamburkan pada dielektrik yang berubah menjadi panas maka semakin kecil sudut pergeseran fasanya dan semakin besar sudut serta fungsinya tg.
Dari teori arus bolak-balik diketahui bahwa daya aktif
Ra = UI cos (3-1)
Mari kita nyatakan pangkat rangkaian seri dan paralel dalam bentuk kapasitansi Cs dan Cp serta sudut , yang merupakan komplemen sudut hingga 90°.
Untuk rangkaian sekuensial, menggunakan ekspresi (3-1) dan diagram vektor yang sesuai, kita punya
P a = 
(3-2)
tg = C s r s (3-3)
Untuk rangkaian paralel
P a =UI a =U 2 C hal tg (3-4)
tg = (3-5)
Menyamakan ekspresi (3-2) dan (3-4), serta (3-3) dan (3-5), kita menemukan hubungan antara Cp dan Cs dan antara rp dan rs
C p =C s /1+tg 2 (3-6)
r p = r s (1+ 1/ tg 2 ) (3-7)
Untuk dielektrik berkualitas tinggi, Anda dapat mengabaikan nilai tg2 dibandingkan dengan kesatuan dalam rumus (3-8) dan mempertimbangkan Cp Cs C. Ekspresi daya yang dihamburkan dalam dielektrik, dalam hal ini, akan sama untuk kedua rangkaian:
P a kamu 2 C tg (3-8)
dimana Ra adalah daya aktif, W; U - tegangan, V; - frekuensi sudut, s-1; C - kapasitas, F.
Resistansi rr dalam rangkaian paralel, sebagai berikut dari persamaan (3-7), jauh lebih besar daripada resistansi rs. Ekspresi rugi-rugi dielektrik spesifik, yaitu daya yang dihamburkan per satuan volume dielektrik, berbentuk:
(3-9)
dimana p - kerugian spesifik, W/m3; =2 - frekuensi sudut, s-1, E - kuat medan listrik, V/m.
Diketahui kapasitas antara muka kubus yang berhadapan dengan panjang sisi 1 m adalah
C1 = 0 r, komponen konduktivitas reaktif
(3-10)
komponen aktif
Setelah menentukan dengan beberapa metode pada frekuensi tertentu parameter rangkaian ekivalen dielektrik yang diteliti (Cp dan rr atau Cs dan rs), secara umum, nilai kapasitansi dan resistansi yang diperoleh tidak dapat dianggap melekat pada a diberikan kapasitor dan menggunakan data ini untuk menghitung sudut kerugian pada frekuensi lain. Perhitungan seperti itu hanya dapat dilakukan jika rangkaian ekivalen mempunyai dasar fisis tertentu. Jadi, misalnya, jika suatu dielektrik diketahui bahwa rugi-rugi di dalamnya hanya ditentukan oleh rugi-rugi dari konduktivitas listrik dalam rentang frekuensi yang luas, maka sudut rugi-rugi kapasitor dengan dielektrik tersebut dapat dihitung untuk frekuensi apa pun. berbaring di kisaran ini
tg =1/ Krp (3-12)
di mana C dan rp adalah kapasitansi dan resistansi konstan yang diukur pada frekuensi tertentu.
Kerugian pada kapasitor seperti itu, seperti yang mudah dilihat, tidak bergantung pada frekuensi:
Pa=U2/ rp (3-13)
sebaliknya, jika rugi-rugi kapasitor ditentukan terutama oleh resistansi kabel suplai, serta resistansi elektroda itu sendiri (misalnya, lapisan tipis perak), maka disipasi daya pada kapasitor tersebut akan meningkat sebanding dengan kuadrat frekuensi:
Pa=U2 C tg =U2 C Crs=U2 2C2rs (3-14)
Dari ungkapan terakhir kita dapat menarik kesimpulan praktis yang sangat penting: kapasitor yang dirancang untuk beroperasi pada frekuensi tinggi harus memiliki resistansi serendah mungkin baik dari elektroda maupun elektroda. menghubungkan kabel dan kontak transisi.
Rugi-rugi dielektrik menurut karakteristik dan sifat fisiknya dapat dibagi menjadi empat jenis utama:
1) rugi-rugi dielektrik akibat polarisasi;
2) rugi-rugi dielektrik akibat hantaran listrik tembus;
kerugian dielektrik ionisasi;
kerugian dielektrik karena ketidakhomogenan struktural.
Rugi-rugi dielektrik yang disebabkan oleh polarisasi terutama terlihat jelas pada zat dengan polarisasi relaksasi: pada dielektrik berstruktur dipol dan pada dielektrik berstruktur ionik dengan kemasan ion longgar.
Kerugian dielektrik relaksasi disebabkan oleh terganggunya gerak termal partikel di bawah pengaruh gaya medan listrik.
Rugi-rugi dielektrik yang diamati pada feroelektrik berhubungan dengan fenomena polarisasi spontan. Oleh karena itu, kerugian feroelektrik menjadi signifikan pada suhu di bawah titik Curie, ketika polarisasi spontan diamati. Pada suhu di atas titik Curie, kerugian feroelektrik berkurang. Penuaan listrik pada feroelektrik disertai dengan sedikit penurunan kerugian seiring waktu.
Rugi-rugi dielektrik yang disebabkan oleh polarisasi juga mencakup apa yang disebut rugi-rugi resonansi yang muncul pada dielektrik pada frekuensi tinggi. Jenis kehilangan ini diamati dengan sangat jelas pada beberapa gas pada frekuensi yang ditentukan secara ketat dan dinyatakan dalam penyerapan energi medan listrik yang intens.
Hilangnya resonansi juga mungkin terjadi pada benda padat jika frekuensi osilasi paksa yang disebabkan oleh medan listrik bertepatan dengan frekuensi alami partikel. padat. Adanya ketergantungan frekuensi maksimum tg juga merupakan ciri dari mekanisme kehilangan resonansi, namun dalam hal ini suhu tidak mempengaruhi posisi maksimum.
Rugi-rugi dielektrik yang disebabkan oleh konduktivitas listrik tembus terdapat pada dielektrik yang mempunyai konduktivitas volume atau permukaan yang nyata.
Tangen rugi-rugi dielektrik dalam hal ini dapat dihitung dengan menggunakan rumus
Rugi-rugi dielektrik jenis ini tidak bergantung pada frekuensi medan; tg berkurang dengan frekuensi menurut hukum hiperbolik.
Rugi-rugi dielektrik akibat konduktivitas listrik meningkat seiring bertambahnya suhu menurut hukum eksponensial
PaT=Aexp(-b/T) (3-16)
di mana A,b - konstanta materi. Rumus (3-16) kira-kira dapat ditulis ulang sebagai berikut:
PaT=Pa0exp( t) (3-17)
dimana PaT - kerugian pada suhu t, °C; Pa0 - kerugian pada suhu 0°C; - bahan konstan.
Tangen kerugian dielektrik bervariasi terhadap suhu sesuai dengan hukum yang sama yang digunakan untuk memperkirakan ketergantungan suhu Pa, karena perubahan suhu dalam kapasitansi dapat diabaikan.
Kerugian dielektrik ionisasi merupakan karakteristik dielektrik dan keadaan gas; Kerugian ionisasi memanifestasikan dirinya dalam medan listrik yang tidak homogen pada kekuatan yang melebihi nilai yang sesuai dengan permulaan ionisasi gas tertentu. Kerugian ionisasi dapat dihitung dengan menggunakan rumus
Pa.u=A1f(U-Ui)3 (3-18)
dimana A1 adalah koefisien konstan; f - frekuensi medan; U - tegangan yang diberikan; Ui adalah tegangan yang sesuai dengan awal ionisasi.
Rumus (3-18) berlaku untuk U > Ui dan ketergantungan linier tg pada E. Tegangan ionisasi Ui bergantung pada tekanan di mana gas berada, karena perkembangan dampak ionisasi molekul berhubungan dengan rata-rata bebas jalur pembawa muatan.
Kerugian dielektrik karena ketidakhomogenan struktural diamati pada dielektrik berlapis, dari kertas dan kain yang diresapi, pada plastik pengisi, pada keramik berpori pada micanite, micalex, dll.
Karena keragaman struktur dielektrik heterogen dan karakteristik komponen yang dikandungnya, tidak ada rumus umum perhitungan rugi-rugi dielektrik jenis ini.
