Dielektryk

Dielektryk to materiał lub właściwość materiału, która charakteryzuje się wysoką izolacyjnością elektryczną i możliwością polaryzacji w polu elektrycznym. W praktyce dielektryki nie przewodzą prądu stałego i służą do izolowania oraz gromadzenia energii elektrycznej w obecności pola.

Podstawową cechą dielektryków jest stała dielektryczna ε, zwykle podawana jako względna stała dielektryczna εr = ε/ε0. W kondensatorze zastosowanie dielektryku zwiększa pojemność: C = ε0 εr A/d. Materiały dielektryczne różnią się także wytrzymałością dielektryczną (napięciową), która określa maksymalne natężenie pola, jakie mogą wytrzymać bez przebicia.

Polaryzacja dielektryków przebiega przez różne mechanizmy: elektronową, jonową, orientacyjną i w niektórych materiałach przestrzenną. W zależności od częstotliwości i temperatury mechanizmy te prowadzą do zmian stałej dielektrycznej i strat dielektrycznych, określanych współczynnikiem tan delta.

Dielektryki dzielą się na naturalne, takie jak powietrze, oleje, szkło i ceramiki, oraz sztuczne, w tym tworzywa sztuczne i kompozyty. Można je również klasyfikować jako polarne i niepolarne w zależności od tego, czy cząsteczki wykazują trwałe dipole.

Główne zastosowania dielektryków obejmują kondensatory i izolacje przewodów wysokiego napięcia, warstwy izolacyjne w elektronice oraz układy energetyczne i przetwórcze, gdzie kluczowa jest stabilność pojemności i wysoka wytrzymałość na przebicie.