Vad är den dielektriska konstanten?

Dielektricitetskonstanten är förhållandet mellan den absoluta permittiviteten för ett material och den absoluta permittiviteten för ett vakuum. Den tekniska definitionen av ”dielektrisk konstant” eller ”relativ permittivitet” är komplicerad och diskuteras fortfarande bland elingenjörer. Detta beror på att ett materials permittivitet beror på frekvensen av den pålagda spänningen. Termen ”statisk dielektrisk konstant” används för att beskriva detta förhållande när en likström eller nollfrekvensspänning appliceras.

Kondensatorer är enheter som lagrar elektriska laddningar. De har ett antal användningsområden inom elektronik på grund av deras unika egenskaper. De används som filter i strömförsörjning för att ta bort fluktuationer i utspänning, som tidskonstanter i oscillatorkretsar och för att blockera likströmsspänning (DC) samtidigt som växelströmsspänning (AC) passerar i förstärkarkretsar.

En kondensator har två plattor eller band av ledande material separerade av en isolator. När en likström appliceras över kondensatorn byggs en laddning upp mellan plattorna. För att förhindra spänningsbortfall över gapet mellan plattorna placeras en isolator mellan plattorna. Denna isolator är känd som dielektrikum.

Termen ”konstant” är missvisande när man hänvisar till det dielektriska värdet eller permittivitetsvärdet för en isolator. När den applicerade frekvensen ändras, ändras även dielektricitetskonstanten. Termen som vanligtvis används för det frekvensberoende dielektriska värdet är ”relativ dielektrisk konstant.”

När frekvensen ökar, minskar den relativa dielektricitetskonstanten. Som ett resultat är kondensatorer utformade för att fungera inom ett givet frekvensområde. Ett dielektriskt material kan vara lämpligt för användning med lägre frekvenser, men det kanske inte kan fungera korrekt när det utsätts för högfrekvent spänning. Kondensatorer i högfrekvenskretsar behöver isolatorer som har en mycket högre dielektricitetskonstant.

Vissa dielektriska isolatorer bidrar faktiskt till bildandet av det elektriska fältet i en kondensator. De gör detta genom att hjälpa till att koncentrera och anpassa det elektriska fältet. Denna egenskap, tillsammans med materialets isoleringsförmåga, bestämmer dielektricitetskonstanten eller relativa permittiviteten för ett givet material.