一、基本定义
1. 介电常数(Dielectric Constant, ε)
✅ 定义:
介电常数描述的是材料对电场的响应能力,即材料在电场中极化的能力。它衡量了一个材料在电场作用下能“储存”多少电能。
- 数学表达式:ε = εr ε0
- 其中:
- ε:材料的绝对介电常数
- ε0:真空介电常数 ≈ 8.85 × 10⁻¹² F/m
- εr:材料的相对介电常数(无量纲)
✅ 本质:
电场施加在材料上时,材料内部电偶极子会重新排列,形成极化电场,削弱外部电场。这个削弱程度就由介电常数决定。
2. 磁导率(Magnetic Permeability,μ)
✅ 定义:
磁导率描述的是材料对磁场的响应能力,即材料在磁场中磁化的能力。它衡量了一个材料能“引导”磁力线的能力。
- 数学表达式:μ = μrμ0
- 其中:
- μ:材料的绝对磁导率
- μ0:真空磁导率 ≈ 4π × 10⁻⁷ H/m
- μr:材料的相对磁导率(无量纲)
✅ 本质:
磁场施加在材料上时,材料内部的原子磁矩会定向排列,形成磁化场,增强或削弱外部磁场。这个增强程度由磁导率决定。
二、相同点(相似性)
项目 | 介电常数 ε | 磁导率 μ |
---|---|---|
对应场 | 电场 E | 磁场 H |
表征能力 | 极化能力(储电) | 磁化能力(导磁) |
材料响应 | 电偶极子排列 | 磁偶极子排列 |
相对量 | εr = ε / ε₀ | μr = μ / μ₀ |
都体现材料的电/磁性质 |
三、差异对比(差异性)
项目 | 介电常数(ε) | 磁导率(μ) |
---|---|---|
物理场 | 电场 | 磁场 |
相关物理量 | 电位移 D = εE | 磁感应强度 B = μH |
微观机制 | 电偶极子的极化 | 原子磁矩的排列 |
常见材料值 | 非金属 εr 通常 > 1 | 空气 μr ≈ 1,大多数材料很接近 |
高频响应 | 高频下 ε 通常下降 | 高频下 μ 通常下降,更剧烈 |
应用举例 | 电容器、天线、微波介质 | 变压器、磁芯、电感、磁屏蔽 |
四、电磁波中的角色
在电磁波传播中,介电常数和磁导率共同决定材料中的波速:

材料中波速变慢,由于 ε 和 μ 都大于真空时的值
五、易混点澄清
易混点 | 解释 |
---|---|
电导率 vs 介电常数 | 电导率表示材料导电能力,介电常数表示电绝缘时的极化能力 |
磁导率 vs 电导率 | 磁导率是磁场属性,电导率是电流属性,两者无直接关系 |
相对值 vs 绝对值 | 相对值是与真空比较(εr、μr),绝对值是包含常数的真实数值 |
六、通俗比喻
比喻 | 介电常数 | 磁导率 |
---|---|---|
像水管中的水 | 水能被压缩储能(ε) | 水流受磁场控制的“导磁性”(μ) |
电路 | 像电容器 | 像电感器 |
比作“交通” | 电场下电子偏移,像车被电信号指挥 | 磁场下原子磁矩旋转,像人群被磁力牵引 |

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