Mikä on dielektrinen vakio?

Dielektrinen vakio on materiaalin absoluuttisen läpäisevyyden ja tyhjiön absoluuttisen läpäisevyyden suhde. “Dielektrisen vakion” tai “suhteellisen läpäisevyyden” tekninen määritelmä on monimutkainen ja siitä keskustellaan edelleen sähköinsinöörien keskuudessa. Tämä johtuu siitä, että materiaalin läpäisevyys riippuu käytetyn jännitteen taajuudesta. Termiä “staattinen dielektrinen vakio” käytetään kuvaamaan tätä suhdetta, kun käytetään tasavirta- tai nollataajuusjännitettä.

Kondensaattorit ovat laitteita, jotka varastoivat sähkövarauksia. Niillä on useita käyttötarkoituksia elektroniikassa niiden ainutlaatuisten ominaisuuksien vuoksi. Niitä käytetään suodattimina virtalähteissä poistamaan lähtöjännitteen vaihtelut, ajoitusvakioina oskillaattoripiireissä ja estämään tasavirtajännite samalla kun välitetään vaihtovirtajännitettä vahvistinpiireissä.

Kondensaattorissa on kaksi levyä tai nauhaa johtavasta materiaalista, jotka on erotettu eristeellä. Kun tasavirtaa syötetään kondensaattorin poikki, levyjen väliin muodostuu varaus. Jännitteen häviämisen estämiseksi levyjen välisen raon yli levyjen väliin asetetaan eristin. Tämä eristin tunnetaan dielektrisenä.

Termi “vakio” on harhaanjohtava, kun viitataan eristimen dielektrisyyteen tai läpäisykykyyn. Kun käytetty taajuus muuttuu, myös dielektrinen vakio muuttuu. Taajuusriippuvaiselle dielektriselle arvolle yleisesti käytetty termi on “suhteellinen dielektrisyysvakio”.

Kun taajuus kasvaa, suhteellinen dielektrisyysvakio pienenee. Tämän seurauksena kondensaattorit on suunniteltu toimimaan tietyllä taajuusalueella. Yksi dielektrinen materiaali saattaa sopia käytettäväksi alemmilla taajuuksilla, mutta se ei ehkä pysty toimimaan kunnolla, kun se altistuu korkeataajuiselle jännitteelle. Suurtaajuuspiirien kondensaattorit tarvitsevat eristimiä, joilla on paljon suurempi dielektrisyysvakio.

Jotkut eristyseristeet todella edistävät sähkökentän muodostumista kondensaattorissa. He tekevät tämän auttamalla keskittymään ja kohdistamaan sähkökentän. Tämä ominaisuus yhdessä materiaalin eristyskyvyn kanssa määrittää tietyn materiaalin dielektrisyysvakion tai suhteellisen läpäisevyyden.