Kaj je dielektrična konstanta?

Dielektrična konstanta je razmerje med absolutno prepustnostjo materiala in absolutno permitivnostjo vakuuma. Tehnična definicija “dielektrične konstante” ali “relativne permitivnosti” je zapletena in še vedno razpravlja med elektroinženirji. To je zato, ker je prepustnost materiala odvisna od frekvence uporabljene napetosti. Izraz “statična dielektrična konstanta” se uporablja za opis tega razmerja, ko se uporablja enosmerni tok ali napetost ničelne frekvence.

Kondenzatorji so naprave, ki shranjujejo električne naboje. Zaradi svojih edinstvenih lastnosti imajo številne uporabe v elektroniki. Uporabljajo se kot filtri v napajalnikih za odstranjevanje nihanj v izhodni napetosti, kot časovne konstante v oscilatorskih tokokrogih in za blokiranje enosmerne (DC) napetosti med prehajanjem napetosti izmeničnega toka (AC) v ojačevalnikih.

Kondenzator ima dve plošči ali traku iz prevodnega materiala, ločeni z izolatorjem. Ko se preko kondenzatorja dovaja enosmerni tok, se med ploščami nabere naboj. Da bi preprečili izgubo napetosti v reži med ploščami, je med ploščami nameščen izolator. Ta izolator je znan kot dielektrik.

Izraz “konstanta” je zavajajoč, če se nanaša na vrednost dielektrične ali dielektrične vrednosti izolatorja. Ko se uporabljena frekvenca spreminja, se spreminja tudi dielektrična konstanta. Izraz, ki se na splošno uporablja za frekvenčno odvisno dielektrično vrednost, je “relativna dielektrična konstanta”.

Ko se frekvenca poveča, se relativna dielektrična konstanta zmanjša. Posledično so kondenzatorji zasnovani tako, da delujejo v določenem frekvenčnem območju. En dielektrični material je morda primeren za uporabo z nižjimi frekvencami, vendar morda ne bo mogel pravilno delovati, če je izpostavljen visokofrekvenčni napetosti. Kondenzatorji v visokofrekvenčnih vezjih potrebujejo izolatorje, ki imajo veliko višjo dielektrično konstanto.

Nekateri dielektrični izolatorji dejansko prispevajo k tvorbi električnega polja v kondenzatorju. To storijo tako, da pomagajo pri koncentraciji in poravnavi električnega polja. Ta lastnost skupaj z izolacijsko sposobnostjo materiala določa dielektrično konstanto ali relativno prepustnost danega materiala.