Dielektrisyydet

Dielektrisyydet ovat eristeitä, jotka eivät johda sähköä käytännössä, mutta polarisoituvat sähkökentässä. Ne voivat varastoida sähköenergiaa ja muuttaa sähkökentän kulkua materiaalin sisällä. Vasteen kuvaamiseen käytetään permittiviteettiä ε, jossa ε = ε0 εr. ε0 on tyhjiön permittiviteetti ja εr (suhteellinen permittiviteetti) kuvaa materiaalin dielektristä vakioa.

Polarisaation mekanismit jaetaan elektroniseen, orientaatio- ja ioniseen; ne vaikuttavat εr-arvoon sekä dielektrisiin häviöihin. Taajuus ja lämpötila vaikuttavat sekä εr:iin että dielektriseen häviöön tan δ. Dielektriset häviöt kuvaavat sitä, kuinka suuri osa sähköenergiasta muuttuu lämmöksi.

Dielektrisyydet voidaan jakaa tilan mukaan: kaasut (esim. ilma), nesteet (eristeöljyt) ja kiinteät (keramiikka, lasit, polymeerit). Jokaisella luokalla on omat ominaisuutensa: erilaiset εr-arvot, murtolujuudet ja käyttöominaisuudet lämpötiloissa. Esimerkkejä käytännön materiaaleista ovat ilma, mika, polyesteri (PET), polyimidi ja keramiikka.

Sovelluksissa dielektrisyydet toimivat eristeinä ja sähköenergian varastoivina aineina. Ne ovat keskeisiä kondensaattoreissa, korkeajännitemeristeissä ja sähköverkkojen eristysratkaisuissa. Valinta perustuu toivottuun εr-arvoon, pieniin dielektrisiin häviöihin, kestävyteen lämpötiloissa sekä murtolujuuteen. Lisäksi materiaalien ikä ja vanheneminen ovat huomioitavia tekijöitä.