dielektrisesta

Dielektrinen aine on eriste, joka voi polarisoitua sähkökentässä ja varastoida sähköenergiaa kapasitanssissa. Dielektrisen aineen tunnusomaisia ominaisuuksia ovat korkea eristyskyky ja mahdollisuus polarisoitua, jolloin sen permittiviteetti kasvaa. Permittiviteetti määritellään suhteessa tyhjiön permittiviteettiin ε0 ja suhteellisella permittiviteetillä εr, jolloin kokonaispermittiviteetti on ε = ε0 εr. Kapasitanssi kondensaattorissa on siis C = ε0 εr A/d, jossa A on levyn pinta-ala ja d eristeen paksuus.

Sähkökentässä dielektrinen aine polarisoituu, mikä muuttaa kentän vaikutusta ja mahdollistaa energian varastoinnin. Polarisointimekanismeja ovat elektroninen, ioninen ja dipolaarinen polarisaatio sekä makromolekyylien reorientaatio. Dielektrisen vasteen taajuus- ja lämpötilariippuvuus sekä dielektrinen häviö (tan δ) ovat keskeisiä ominaisuuksia. Materiaalin rikkoutumiskestävyys eli murtojännitys sekä alttius sähkösyöksyille vaikuttavat sen soveltuvuuteen eristeenä suurjännitejärjestelmissä.

Materiaalit ja luokat. Dielektrisiä aineita ovat ilmapiirin eristeet, lasi- ja keraamiset dielektrikot, polymeeriset eristeet sekä nesteet kuten eristeöljyt. Jokaisella tyypillä on oma εr-arvonsa, rikkoutumiskestävyytensä sekä taajuus- ja lämpötilariippuvuutensa, mikä vaikuttaa käyttökohteisiin.

Käyttökohteita ovat kondensaattorit, korkeajännite-eristeet, sähköverkkojen ja kaapeleiden eristys sekä elektroniikassa ja kommunikaatiossa. Dielektrien tuntemus ja hallinta ovat olennaisia sekä suunnittelussa että mittauksissa, kuten dielektrisen vasteen mittauksissa ja spektrisiä analyysiä varten.