Теория метода. В изотропных однородных средах векторы электрической ин­дукции и напряженности электрического поля связаны со­отношением ( Ф/м - электрическая

В изотропных однородных средах векторы электрической ин­дукции и напряженности электрического поля связаны со­отношением ( Ф/м - электрическая посто­янная, - относительная диэлектрическая проницаемость сре­ды, зависящая от природы материала).

Из условия сшивания вектора электрической индукции на границе раздела различных сред следует, что нормальная со­ставляющая напряженности электрического поля меньше в ди­электрике, у которого относительная диэлектрическая проницае­мость больше, при этом .

На рисунке 1 схематично представлено распределение нормальных составляющих напряженности электрического поля в диэлектрике из трех плоскопараллельных слоев материалов с диэлектрическими проницаемостями .

Поскольку электроемкость плоского конденсатора зависит от природы ди­электрика, заполняющего зазор между обкладками, из измерений емкости можно определить электрические характеристики ди­электрика. Для трехслойного диэлектрика с толщиной слоев: падение напряжения на конденсаторе

,

а поверхностная плотность заряда на обкладках площади

.

Определяя электроемкость, как и используя формулу , емкость для системы с трехслойным диэлек­триком примет вид:

,

где , , .

Пусть, для определенности, первый и третий слои пред­ставляют собой воздушные зазоры, для которых . Вто­рой слой характеризуется неизвестной , и известной толщиной (площадь обкладок конденсатора известна). Тогда если из­вестна полная емкость конденсатора :

,

а величина неизвестной диэлектрической проницаемости

.

Сумма толщины воздушных зазоров не зависит от размещения второго слоя. Поэтому в эксперименте его можно размещать произвольным образом, но параллельно к металличе­ским обкладкам.