根據(jù)靜電學(xué)的研究成果， 真空中一個(gè)孤立的電荷q 會(huì)在其周圍產(chǎn)生電場E，當(dāng)另外的一個(gè)試驗(yàn)電荷q0 進(jìn)入到該電場中時(shí)會(huì)受到電場力的作用。由電荷q 所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為：
其中， ε0為真空中的介電常數(shù);r 為距離點(diǎn)電荷q 的徑向距離。一般來說，電場強(qiáng)度是一個(gè)矢量。試驗(yàn)電荷q0 在距電荷q的距離為r 的點(diǎn)上受到的電場力為：
根據(jù)力的反作用性質(zhì)，電荷q 也同樣受到試驗(yàn)電荷q0所產(chǎn)生的電場的力的作用且作用力的大小相等方向相反。根據(jù)式(1) 可知，真空中的介電常數(shù)ε0表征了孤立電荷q 在給定的距離r 上產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小。如果將式(1) 中的真空條件換為某種電介質(zhì)， 則同樣的孤立電荷q 所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度將可表示為
其中，ε為該種電介質(zhì)的介電常數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，人們通常將真空中的介電常數(shù)ε0選作一個(gè)參照，而將電介質(zhì)的介電常數(shù)ε與ε0的比值定義成為一個(gè)無量綱的相對介電常數(shù)εr，如式(4) 所示：
由于真空是一個(gè)理想的電介質(zhì)模型( 沒有原子、分子) ，所以，在實(shí)際電介質(zhì)中由于束縛電荷效應(yīng)使原電荷q所產(chǎn)生的電場有所下降的情況在真空中不可能出現(xiàn)。因此, 針對實(shí)際電介質(zhì)的相對介電常數(shù)Er 總是滿足大于或等于1。
由式(3) 可見，介電常數(shù)ε表示了電荷q 在電介質(zhì)中所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小的一個(gè)制約因素( 除了距離之外，也是的制約因素) 。顯然，這種推論在靜電場的情況下是完全可以被接受的，但是若要將這一推論直接應(yīng)用到交變電場的情況似乎還有些不充分。交變電場情況下電介質(zhì)的微觀表現(xiàn)機(jī)理與宏觀作用的研究取得了一些成果，但是仍然有待更加深入的研究，也是目前電介質(zhì)物理、量子物理的重要研究方向和內(nèi)容之一。
可以確認(rèn)的是電介質(zhì)的介電常數(shù)所表征的屬性在交變電場的情況下也會(huì)對交變電場產(chǎn)生影響。比如，交變電場在電介質(zhì)中的傳播速度會(huì)降低, 頻率不變，波長會(huì)變短( 電磁傳播理論)并且介電常數(shù)越大，相應(yīng)的改變也會(huì)越大
介電常數(shù)測試儀基本定義
介電常數(shù)測試儀主要技術(shù)指標(biāo)：
2.1 tanδ和ε性能：
2.1.1 固體絕緣材料測試頻率10kHz～120MHz的tanδ和ε變化的測試。
2.1.2 tanδ和ε測量范圍：
tanδ：0.1～0.00005，ε：1～50
2.1.3 tanδ和ε測量精度(1MHz)：
tanδ：±5%±0.00005，ε：±2%
工作頻率范圍：50kHz～50MHz 四位數(shù)顯，壓控振蕩器
Q值測量范圍：1～1000三位數(shù)顯，±1Q分辨率
可調(diào)電容范圍：40～500pF ΔC±3pF
電容測量誤差：±1%±1pF
Q表殘余電感值：約20nH
介電常數(shù)測試儀特點(diǎn)：
◎本公司創(chuàng)新的自動(dòng)Q值保持技術(shù)，使測Q分辨率至0.1Q，使tanδ分辨率至0.00005 。
◎能對固體絕緣材料在10kHz～120MHz介質(zhì)損耗角(tanδ)和介電常數(shù)(ε)變化的測試。
◎調(diào)諧回路殘余電感值低至8nH，保證100MHz的(tanδ)和(ε)的誤差較小。
◎特制LCD屏菜單式顯示多參數(shù)：Q值，測試頻率，調(diào)諧狀態(tài)等。
◎Q值量程自動(dòng)/手動(dòng)量程控制。
◎DPLL合成發(fā)生1kHz～60MHz, 50kHz～160MHz測試信號。獨(dú)立信號 源輸出口，所以本機(jī)又是一臺合成信號源。
◎測試裝置符合國標(biāo)GB/T 1409-2006,美標(biāo)ASTM D150以及IEC60250規(guī)范要求。
介電常數(shù)測試儀工作頻率范圍是10kHz～120MHz,它能完成工作頻率內(nèi)材料的高頻介質(zhì)損耗角(tanδ)和介電常數(shù)(ε)變化的測試。
本儀器中測試裝置是由平板電容器和測微圓筒線性電容器組成，平板電容器一般用來夾被測樣品，配用Q表作為指示儀器。
絕緣材料的損耗角正切值是通過被測樣品放入平板電容器和不放樣品的Q值變化和厚度的刻度讀數(shù)通過公式計(jì)算得到。
同樣，由測微圓筒線性電容器的電容量讀數(shù)變化，通過公式計(jì)算得到介電常數(shù)
