Området dielektrik är en gren av fysiken som täcker hur isoleringsmaterial separerar olika elektriska laddningar i en kondensator. En kondensator är en enhet med två metallplattor med motsatta laddningar, med ett dielektriskt isolerande material mellan som håller laddningarna åtskilda. Egenskaper som påverkar dielektrikum kan inkludera termisk expansion, värmeledningsförmåga och specifik värme. Styrkan hos de interagerande laddningarna i ett givet material definieras av dielektricitetskonstanten. Alla material, inklusive luft, vatten, glas och olika delar av människokroppen har en specifik dielektricitetskonstant, och dielektrikum har använts för att utveckla supraledare, optiska telekommunikationssystem och mikroelektroniska enheter.
Icke-metalliska fasta ämnen fungerar som isolatorer eftersom de inte leder laddningar bra, så positiva och negativa laddningar förblir på motsatta sidor. Plattorna i en kondensator kan vara åtskilda med mycket små marginaler, med ett dielektriskt material emellan, vilket sänker styrkan hos ett elektriskt fält och förhindrar att en enhet kortsluts. Kapacitansen uppstår från ett förhållande mellan laddningen och spänningen och mäts proportionellt mot isoleringsmaterialets dielektriska konstant. Om laddningen och spänningen är för hög, faller det dielektriska materialet, laddningarna kan inte längre separeras och tillräckligt med värme kan byggas upp för att skada kondensatorn och tillhörande elektronik.
Vetenskapen om dielektrikum har använts för tillverkning av kretskort och de små komponenterna som monteras på dem. Det är också möjligt att tillverka mikroskopiska delar vid höga hastigheter med hjälp av ljuskällor som synligt ljus, ultraviolett ljus och röntgenstrålar. Isolerande filmer gjorda av komplexa polymerer fungerar också som dielektrikum för mycket små integrerade kretsar och deras delar. Mindre kretsdimensioner innebär att strömmar är mer benägna att läcka, och en ökning av värmen kan avsevärt skada en kretskomponent som knappt kan ses med blotta ögat. Lagringskondensatorer och icke-flyktigt minne använder material med en hög dielektricitetskonstant för att motstå effekterna av starka laddningar.
Allt från en metallbit till luft till mänskligt ben är dielektriskt och kan lagra en elektrisk laddning. Forskare som studerar material i nanoskala är medvetna om dielektrikum för att hjälpa till att förstå hur energi lagras i olika nanokompositmaterial. När man tillverkar strukturer i nanoskala kan forskare kontrollera hur många luftbubblor som finns inuti för att justera dielektricitetskonstanten. Vikten av att tillverka material utan defekter tas upp genom att använda speciella mikroskop som kan mäta dielektriska egenskaper hos isoleringsmaterial. Mikroskopiskt tunna dielektriska material tillverkas ständigt med egenskaper som passar specifika applikationer.