Co to jest stała dielektryczna?

Stała dielektryczna to stosunek absolutnej przenikalności materiału do absolutnej przenikalności próżni. Techniczna definicja „stałej dielektrycznej” lub „przenikalności względnej” jest skomplikowana i nadal dyskutowana wśród inżynierów elektryków. Wynika to z faktu, że przenikalność materiału zależy od częstotliwości przyłożonego napięcia. Termin „statyczna stała dielektryczna” jest stosowany do opisania tego stosunku, gdy stosuje się napięcie prądu stałego lub napięcie o częstotliwości zerowej.

Kondensatory to urządzenia przechowujące ładunki elektryczne. Mają wiele zastosowań w elektronice ze względu na ich unikalne cechy. Są one stosowane jako filtry w zasilaczach do usuwania wahań napięcia wyjściowego, jako stałe czasowe w obwodach oscylatora i do blokowania napięcia prądu stałego (DC) podczas przepuszczania napięcia prądu przemiennego (AC) w obwodach wzmacniacza.

Kondensator ma dwie płyty lub wstążki z materiału przewodzącego oddzielone izolatorem. Gdy do kondensatora przyłożony zostanie prąd stały, między płytkami powstaje ładunek. Aby zapobiec utracie napięcia w szczelinie między płytami, między płytami umieszcza się izolator. Ten izolator jest znany jako dielektryk.

Określenie „stały” jest mylące w odniesieniu do wartości dielektrycznej lub przenikalności izolatora. Wraz ze zmianą zastosowanej częstotliwości zmienia się również stała dielektryczna. Termin ogólnie stosowany dla zależnej od częstotliwości wartości dielektrycznej to „względna stała dielektryczna”.

Wraz ze wzrostem częstotliwości maleje względna stała dielektryczna. W rezultacie kondensatory są zaprojektowane do pracy w określonym zakresie częstotliwości. Jeden materiał dielektryczny może być odpowiedni do stosowania z niższymi częstotliwościami, ale może nie być w stanie prawidłowo funkcjonować po wystawieniu na napięcie o wysokiej częstotliwości. Kondensatory w obwodach wysokiej częstotliwości wymagają izolatorów o znacznie wyższej stałej dielektrycznej.

Niektóre izolatory dielektryczne faktycznie przyczyniają się do powstawania pola elektrycznego w kondensatorze. Robią to, pomagając skoncentrować i wyrównać pole elektryczne. Ta cecha, wraz ze zdolnością izolacyjną materiału, determinuje stałą dielektryczną lub względną przenikalność danego materiału.