Зависимости диэлектрической проницаемости, тангенса угла потерь и емкости конденсатора от температуры и частоты

График зависимости емкости конденсатора от частоты f представлен на рис.5.

Зависимость диэлектрической проницаемости полистирола от температуры линейная (ε слабо зависит от температуры Т, линейно уменьшаясь при повышении Т вследствие теплового расширения вещества). Но в данном случае следует учитывать тепловое расширение материала обкладок вследствие увеличения амплитуды колебаний микрочастиц (атомов). Имеет место соотношение

, где α_ε – температурный коэффициент диэлектрической проницаемости, α_с - температурный коэффициент емкости, α_l - температурный коэффициент линейного расширения материала обкладок. Т.е. емкость конденсатора растет с повышением температуры вследствие теплового расширения материала обкладок (увеличения площади обкладок). Температурный коэффициент линейного расширения фольги гораздо больше, чем температурный коэффициент линейного расширения полистирола, т.е. емкость конденсатора будет возрастать значительно быстрее за счет теплового расширения материала обкладок, чем уменьшаться за счет  теплового расширения материала диэлектрика. Поэтому емкость конденсатора С при увеличении температуры Т будет увеличиваться. График зависимости емкости конденсатора С от температуры Т для полистирола представлен на рис.6.

Керамика. Керамика относится к неоднородным полярным диэлектрикам. Полярные диэлектрики (дипольные) - состоят из полярных молекул, обладающих электрическим моментом. В таких молекулах из-за их асимметричного строения центры масс положительных и отрицательных зарядов не совпадают.

Любой керамический материал представляет собой сложную многофазную систему. В составе керамики различают кристаллическую фазу, стекловидную и газовую (газы в закрытых порах).

Важнейшими видами высокочастотной керамики являются стеатит, форстерит, радиофарфор, цельзиан и корундовая керамика.

Керамика помимо электронной и чисто ионной обладает еще и релаксационной поляризацией. С увеличением частоты в области низких частот диэлектрическая проницаемость полярных диэлектриков остается постоянной до тех пор, пока время релаксации дипольных молекул остается меньше полупериода электрического поля (f/2), т.е. за это время диполи успевают полностью упорядочиться в направлении поля. При дальнейшем росте частоты, когда время полупериода становится меньше времени релаксации, которое от частоты не зависит, диэлектрическая проницаемость начинает уменьшаться вплоть до значений, определяемых электронной поляризацией. Следовательно, на высоких частотах дипольная поляризация отсутствует (t<<1/2f ), т.к. диполи не успевают следовать за электрическим полем (рис. 7).

У полярных диэлектриков в области низких температур, когда вещество обладает большой вязкостью или даже находится в кристаллическом состоянии, ориентация дипольных молекул невозможна или, во всяком случае, затруднена. При повышении температуры возможность ориентации диполей облегчается, вследствие чего относительная диэлектрическая проницаемость существенно возрастает. Однако при еще более высоких температурах вследствие усиления хаотических тепловых колебаний молекул степень упорядоченности ориентации молекул снижается, поэтому ε, пройдя через максимум, уменьшается (рис. 8).

Изменение tgδ от частоты имеет вид кривой 4 (рис. 9), так как в полярных диэлектриках к потерям на электропроводность (кривая 1) прибавляются потери