Wat is de diëlektrische constante?
De diëlektrische constante is de verhouding tussen de absolute permittiviteit van een materiaal en de absolute permittiviteit van een vacuüm. De technische definitie van "diëlektrische constante" of "relatieve permittiviteit" is ingewikkeld en wordt nog steeds besproken door elektrotechnici. Dit komt omdat de permittiviteit van een materiaal afhankelijk is van de frequentie van de aangelegde spanning. De term "statische diëlektrische constante" wordt gebruikt om deze verhouding te beschrijven wanneer een gelijkstroom of nul frequentiespanning wordt aangelegd.
Condensatoren zijn apparaten die elektrische ladingen opslaan. Ze hebben een aantal toepassingen in de elektronica vanwege hun unieke kenmerken. Ze worden gebruikt als filters in voedingen om fluctuaties in uitgangsspanning te verwijderen, als timingconstanten in oscillatorcircuits en om gelijkstroom (DC) spanning te blokkeren terwijl wisselstroom (AC) spanning in versterkercircuits wordt doorgelaten.
Een condensator heeft twee platen of linten van geleidend materiaal gescheiden door een isolator. Wanneer een gelijkstroom over de condensator wordt aangelegd, bouwt zich een lading op tussen de platen. Om verlies van spanning over de opening tussen de platen te voorkomen, wordt een isolator tussen de platen geplaatst. Deze isolator staat bekend als het diëlektricum.
De term "constant" is misleidend wanneer wordt verwezen naar de diëlektrische of permittiviteitswaarde van een isolator. Naarmate de toegepaste frequentie verandert, verandert ook de diëlektrische constante. De term die algemeen wordt gebruikt voor de frequentie-afhankelijke diëlektrische waarde is "relatieve diëlektrische constante."
Naarmate de frequentie toeneemt, neemt de relatieve diëlektrische constante af. Als gevolg hiervan zijn condensatoren ontworpen om binnen een bepaald frequentiebereik te werken. Eén diëlektrisch materiaal is mogelijk geschikt voor gebruik met lagere frequenties, maar het kan mogelijk niet goed werken wanneer het wordt blootgesteld aan hoogfrequente spanning. Condensatoren in hoogfrequente circuits hebben isolatoren nodig met een veel hogere diëlektrische constante.
Sommige diëlektrische isolatoren dragen daadwerkelijk bij aan de vorming van het elektrische veld in een condensator. Ze doen dit door het elektrisch veld te helpen concentreren en uit te lijnen. Deze eigenschap bepaalt samen met het isolerend vermogen van het materiaal de diëlektrische constante of relatieve permittiviteit van een bepaald materiaal.