Co je dielektrická konstanta?

Dielektrická konstanta je poměr mezi absolutní permitivitou materiálu a absolutní permitivitou vakua. Technická definice „dielektrické konstanty“ nebo „relativní permitivity“ je u elektrotechniků komplikovaná a stále se o ní diskutuje. Je to proto, že permitivita materiálu závisí na frekvenci aplikovaného napětí. Termín „statická dielektrická konstanta“ se používá k popisu tohoto poměru, když je aplikováno stejnosměrné nebo nulové napětí.

Kondenzátory jsou zařízení, která ukládají elektrické náboje. Mají řadu použití v elektronice, protože jejich jedinečné vlastnosti. Používají se jako filtry v napájecích zdrojích k odstranění kolísání výstupního napětí, jako časovací konstanty v obvodech oscilátoru a k blokování stejnosměrného (DC) napětí při průchodu střídavého proudu (AC) v zesilovacích obvodech.

Kondenzátor má dvě desky nebo pásky z vodivého materiálu oddělené izolátorem. Když je na kondenzátor přiveden stejnosměrný proud, vytvoří se mezi deskami náboj. Aby se zabránilo ztrátě napětí přes mezeru mezi deskami, je mezi desky umístěn izolátor. Tento izolátor je známý jako dielektrikum.

Termín „konstanta“ je zavádějící, když se odkazuje na dielektrickou nebo permitivitou hodnotu izolátoru. Jak se aplikovaná frekvence mění, mění se také dielektrická konstanta. Termín obecně používaný pro frekvenčně závislou dielektrickou hodnotu je „relativní dielektrická konstanta“.

S rostoucí frekvencí klesá relativní dielektrická konstanta. V důsledku toho jsou kondenzátory konstruovány tak, aby pracovaly v daném frekvenčním rozsahu. Jeden dielektrický materiál může být vhodný pro použití s ​​nižšími frekvencemi, ale nemusí být schopen správně fungovat, je-li vystaven vysokofrekvenčnímu napětí. Kondenzátory ve vysokofrekvenčních obvodech potřebují izolátory, které mají mnohem vyšší dielektrickou konstantu.

Některé dielektrické izolátory skutečně přispívají k tvorbě elektrického pole v kondenzátoru. Dělají to tím, že pomáhají soustředit a vyrovnat elektrické pole. Tato vlastnost spolu s izolační schopností materiálu určuje dielektrickou konstantu nebo relativní permitivitu daného materiálu.