2.10. Комплексные диэлектрическая и магнитная проницаемости. Тангенс угла диэлектрических потерь. Диэлектрики и проводники. кратко

Привет, Вы узнаете о том , что такое комплексные диэлектрическая и магнитная проницаемости, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое комплексные диэлектрическая и магнитная проницаемости , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Теория электромагнитного поля.

Полученная система уравнений Максвелла (2.26) описывает монохроматические поля и их источники.

Рассмотрим некоторые из этих уравнений более подробно. Начнем с 1-го уравнения Максвелла, в котором выразим векторы

через , используя соответствующие материальные уравнения:

где обозначено

Здесь ε – комплексная диэлектрическая проницаемость среды, у которой вещественная часть ε′ = ε , мнимая часть , а величина носит
название тангенса угла диэлектрических потерь.
Выясним физический смысл tgδ . Для этого сделаем следующие преобразования:

Таким образом, tgδ представляет собой отношение модулей токов проводимости и смещения. Чем больше ток проводимости в среде, тем больше
энергии электромагнитного поля рассеивается в виде тепла. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Другими словами, тепловые потери электромагнитной энергии в данной среде пропорциональны ее tgδ .

Следовательно, мнимая часть комплексной диэлектрической проницаемости прямо пропорциональна удельной проводимости среды иописывает тепловые потери в ней. В общем случае в ε′′ входят также еще и потери, связанные с поляризацией диэлектриков и явлением диэлектрического гистерезиса, поэтому

Аналогично можно ввести комплексную
магнитную проницаемость среды где

tgδ учитывает наличие магнитных потерь в веществе, тогда 2-е уравнение Максвелла
может быть записано, как

Для преобразования третьего уравнения Максвелла поступим следующим образом. Перенесем в нем плотность заряда ρ из правой части в левую и выразим ее через плотность тока, используя уравнение непрерывности

,

что в результате дает:

.
Таким образом, ввод в рассмотрение комплексных проницаемостей среды
(диэлектрической и магнитной) дает возможность записать всю систему
уравнений для монохроматического поля в следующем виде:

Системы уравнений (2.26) и (2.27) идентичны и могут применяться на равных правах.
В различных материальных средах соотношение между ωε и δ вещества могут быть разными.

Если в среде , то она называется проводником, а если – то диэлектриком.

Типичными проводниками являются металлы, у которых Сим/м, а ε ≥ 1.

У типичных диэлектриков Сим/м (фарфор, слюда, полистирол, эбонит…).
Есть среды, которые нельзя однозначно назвать ни проводником, ни диэлектриком. К тому же назвать tg δ – зависит от частоты. Для каждой среды
можно найти некую граничную частоту f = fгр , ниже которой ( f < fгр ) она является проводником, а выше ( f > fгр ) – диэлектриком.

Например, для полистирола Гц, для льда Гц, а для металлов – Гц.

Исследование, описанное в статье про комплексные диэлектрическая и магнитная проницаемости, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое комплексные диэлектрическая и магнитная проницаемости и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Теория электромагнитного поля