A dielektrikum elektromosan szigetelő anyag, ami azt jelenti, hogy rossz az elektromos vezetőképessége, mert nincsenek benne szabad töltéshordozók. Az ilyen anyagok fajlagos ellenállása nagyobb, mint 10⁸ Ωm.

Alkalmazása

Tipikus alkalmazás, amikor a kondenzátor lemezei közé dielektrikumot helyeznek, hogy nagyobb legyen az elektromos kapacitása és az átütési feszültsége. A jó dielektrikum poláros molekulái a külső elektromos tér rákapcsolásakor az erőtér irányába állnak be. Ez a dielektromos polarizáció jelensége, ami növeli a kondenzátor kapacitását.

Jellemzői

A dielektrikumokra jellemző mennyiségek a dielektromos állandó vagy permittivitás, az elektromos szuszceptibilitás, a veszteségi szög és az átütési feszültség. Az iparban alkalmazott dielektrikumok nagyon magas átütési feszültségű, nagy szakítószilárdságú, vegyileg stabil, kúszóárammal szemben ellenálló anyagok. A χ_e szuszceptibilitás, vagy más néven dielektromos szuszceptibilitás, azt jellemzi, hogy a szigetelő mennyire polarizálódik külső elektromos tér hatására. A permittivitás, a szuszceptibilitás, és az adott közegben a fény terjedési sebessége egymással összefüggő mennyiségek.

Permittivitás

A síkkondenzátor kapacitása egyenesen arányos a benne levő dielektrikum permittivitásával:

${\displaystyle C=\varepsilon _{r}\varepsilon _{0}\cdot {A \over d},}$

ahol C a kapacitás, ε_r a dielektrikum relatív permittivitása, ${\displaystyle \varepsilon _{0}\approx 8{,}852\cdot 10^{-12}{{\mbox{As}} \over {\mbox{Vm}}}}$ a vákuum permittivitása, A a fegyverzetek felülete, és d a fegyverzetek közötti távolság.

Néhány anyag relatív permittivitása:

A levegő relatív permittivitása jó közelítéssel egynek vehető, mert a gyakorlatban előforduló számolások pontossága ennél a közelítésnél rosszabb. A víz kiugróan magas permittivitása a vízmolekula erős polározottságának, és ebből következő nagy dipólusnyomatékának köszönhető.

Veszteségi szög

A dielektromos veszteségi tényezőnek is nevezett veszteségi szög a D dielektrikus eltolás és az E erőtér által bezárt szög. Kiszámítása:

${\displaystyle \mathrm {tg} \delta ={\frac {\Im e^{*}(w)}{\Re e^{*}(w)}},}$

ahol e*(w) a komplex permittivitás, és w a váltóáram frekvenciája.

Átütési feszültség

Az átütési feszültség az a feszültség, aminél a dielektrikum vezetővé válik. Nagysága egyenesen arányos a dielektrikum vastagságával, mértékegysége a V/m. Gyakorlati okok miatt azonban sokszor a MV/cm mértékegységet használják. Szilárd dielektrikumban a vezetővé válás egy visszafordíthatatlan folyamat. A folyékony és a gáz halmazállapotú dielektrikumokban a diffúzió révén helyreáll a szigetelőképesség, bár a kémiai reakciók termékei az anyagban maradnak.

Táblázat a dielektrikumok átütési feszültségéről. Az adatok MV/cm-ben értendők.

Források

• Permittivitás
• Kapazität, Dielektrika, Energiespeicherung
• Dielektrikum - Techniklexikon
• Dielektrika im elektrischen Feld
• Elektromaschinenbauer^{[halott link]}
• Permettivität

További információk

• Elektromágnesség Archiválva 2011. június 3-i dátummal a Wayback Machine-ben
• Dielektromos gömb elektromos térben
• Ohne Dielektrikum - mit Dielektrikum