dielektrische

Dielektrische, im technischen Sprachgebrauch auch als Dielektrikum bezeichnet, ist ein elektrisch isolierendes Material, das sich in einem äußeren elektrischen Feld polarisiert. Der Begriff wird im Deutschen oft als Adjektiv dielektrisch verwendet; Substanzen mit dieser Eigenschaft gelten als dielektrisch. Durch die Polarisierung wird die im Material wirkende Feldstärke reduziert und Energie kann in Form eines elektrischen Feldspeichers aufgenommen werden.

Polarisationsmechanismen umfassen die elektronische Polarisation (Verschiebung der Elektronen relativ zu den Kernen), orientationale Polarisation (Dipolrotation) sowie Ionenpolarisation; in Kristallen treten zusätzliche Effekte auf. Die relative Dielektrizität εr charakterisiert, wie stark ein Dielektrikum ein Feld abschirmt. In linearen, isotropen Materialien gilt D = ε0 εr E; dielektrische Materialien können bei höheren Frequenzen komplexe Permittivität besitzen, ε* = ε' − j ε'', wobei ε' die speichernde und ε'' die verlustrelevante Komponente beschreibt. Dielektrische Verluste werden durch den Verlustfaktor tan δ beschrieben.

Dielektrische Eigenschaften hängen stark von Frequenz, Temperatur und Reinheit ab. Dielektrische Festigkeit oder Durchbruchfestigkeit ist die maximale Feldstärke, die ein Material ohne Durchschlagen der Isolierung aushält.

Typische Dielektrika umfassen Luft, Vakuum, Keramiken, Polymere und Flüssigkeiten wie Öl. Anwendungen finden sich in Kondensatoren, Isolationsmaterialien in Kabeln und Transformatoren, Hochspannungsbauteilen sowie in der Mikrosystemtechnik. Die Wahl des Dielektrikums beeinflusst Kapazität, Verlustleistung und Spannungsfestigkeit von elektrischen Geräten.