Dielektrikas

Dielektrikas ir izolējoši materiāli, kas nevada elektrisko strāvu zem parastiem spriegumiem, taču var polarizēties, pielietojot elektrisko lauku. Tie darbojas kā starpslānis starp vadītājiem, ļaujot uzglabāt enerģiju kapacitātes nolūkos un nodrošinot izolāciju starp vadītājiem. Dielektrikas plaši izmanto elektronikas un elektroapgādes tehnoloģijās.

Galvenās īpašības ietver relatīvo permittivitāti (dielektrisko konstantu) εr, dielektrisko izturību (spēju izturēt augstu spriegumu bez izlādes), kā arī zaudējumus, ko raksturo zaudējuma leņķis (tan δ). Šīs īpašības mainās ar temperatūru, mitrumu un frekvenci, kas ietekmē praktiskos pielietojumus. Materiālu izvēli bieži nosaka līdzsvars starp augstu kapacitāti, zemiem zaudējumiem un lielu izturību pret izlādi.

Polarizācijas mehānismi ietver elektronisko polarizāciju (elektronu cilindru nobīde lauka ietekmē), jonisko polarizāciju (ionu pārvietošana), orientācijas polarizāciju (dipolu orientēšana polarizējošos dielektrikos) un vietējās uzkrāšanās polarizāciju. Dažos materiālos šie mehānismaņi darbojas dažādos frekvences diapazonos, tādēļ dielektriskās īpašības var būt ļoti atšķirīgas atkarībā no apstākļiem.

Veidi ietver dabiskos dielektriskos materiālus (gāze – gaiss, stikls, keramika) un sintētiskos dielektrikus (polimēri kā polietilēns, PTFE; dažas keramiskas kompozīcijas). Piemēriem pielietojumi ir kondensatori, vadu un transformatoru izolācija, mikroviļņu un RF komponentu materiali, kā arī dielektriski rezonatori.

Dielektriskā izturība nosaka, cik lielu spriegumu materiāls var izturēt pirms notiek dielektriska izlāde. Mitrums, piesārņojums un temperatūra to samazina. Enerģija, ko var uzglabāt kondensatorā, ir proporcionāla dielektriskajai konstantei un materiāla biezumam, tādēļ materiāla izvēle ietekmē ierīces veiktspēju.