dielektrikách

Dielektrika se zabývá materiály, které mají nízkou elektrickou vodivost a slouží jako izolanty v elektrických obvodech. Při působení elektrického pole se v nich nevedou volné elektrony a jejich molekuly se elektricky polarizují. V důsledku polarizace se uvnitř materiálu snižuje účinné elektrické pole a zároveň může dojít k ukládání energie, zejména v kapacitách.

Polarizace dielektrik probíhá různými mechanismy. Elektronová polarizace spočívá ve vzájemném posunu elektronů vůči jádrům, orientační polarizace nastává u polárních molekul, a ionická polarizace se projevuje v některých tekutinách a pevných látkách. Hlavním parametrem charakterizujícím chování dielektrik je relativní permitivita εr (dielektrická konstanta materiálu), která udává, jak moc materiál zesiluje kapacitu při daném tvaru a velikosti soustavy. Dielektrika mohou ukládat energii ve formě elektrostatické energie v kapacitách.

Vlastnosti a omezení zahrnují dielektrickou pevnost (maximální napětí před průrazem), ztrátový faktor tan δ (energie ztracená jako teplo při střídavém provozu), a jejich závislosti na teplotě a frekvenci. Materiály též podléhají stárnutí, vlivu znečištění a mechanickému namáhání, které mohou měnit jejich parametry.

Klasifikace zahrnuje pevná dielektrika (sklo, keramika, polymerní dielektrika), kapalná dielektrika (např. transformátorové oleje) a plynné dielektrika (vzduch, vysoce izolační plyny). Dále se rozlišují polární a nepolární dielektrika, ferroelectrické materiály a další speciální třídy. Při použití se dielektrika uplatňují v kondenzátorech, jako izolace ve vysokonapěťových zařízeních, kabelových soustavách a v optice či mikroelektronice, kde slouží jako vrstvy s řízenými dielektrickými vlastnostmi.