Kas ir dielektriskā konstante?

Dielektriskā konstante ir attiecība starp materiāla absolūto caurlaidību un vakuuma absolūto caurlaidību. “Dielektriskās konstantes” vai “relatīvās caurlaidības” tehniskā definīcija ir sarežģīta un joprojām tiek apspriesta elektroinženieru vidū. Tas ir tāpēc, ka materiāla caurlaidība ir atkarīga no pielietotā sprieguma frekvences. Termins “statiskā dielektriskā konstante” tiek lietots, lai aprakstītu šo attiecību, kad tiek pielietots līdzstrāvas vai nulles frekvences spriegums.

Kondensatori ir ierīces, kas uzglabā elektriskos lādiņus. To unikālo īpašību dēļ tos var izmantot elektronikā. Tos izmanto kā filtrus barošanas blokos, lai novērstu izejas sprieguma svārstības, kā laika konstantes oscilatoru ķēdēs un bloķētu līdzstrāvas (DC) spriegumu, vienlaikus nododot maiņstrāvas (AC) spriegumu pastiprinātāja ķēdēs.

Kondensatoram ir divas vadoša materiāla plāksnes vai lentes, kas atdalītas ar izolatoru. Kad kondensatoram tiek pievadīta līdzstrāva, starp plāksnēm uzkrājas lādiņš. Lai novērstu sprieguma zudumu spraugā starp plāksnēm, starp plāksnēm ievieto izolatoru. Šis izolators ir pazīstams kā dielektrisks.

Termins “konstante” ir maldinošs, atsaucoties uz izolatora dielektrisko vai caurlaidības vērtību. Mainoties pielietotajai frekvencei, mainās arī dielektriskā konstante. Termins, ko parasti lieto, lai apzīmētu no frekvences atkarīgo dielektrisko vērtību, ir “relatīvā dielektriskā konstante”.

Palielinoties frekvencei, relatīvā dielektriskā konstante samazinās. Rezultātā kondensatori ir paredzēti darbam noteiktā frekvenču diapazonā. Viens dielektrisks materiāls var būt piemērots lietošanai ar zemākām frekvencēm, taču tas var nedarboties pareizi, ja tiek pakļauts augstfrekvences spriegumam. Kondensatoriem augstfrekvences ķēdēs ir nepieciešami izolatori, kuriem ir daudz lielāka dielektriskā konstante.

Daži dielektriskie izolatori faktiski veicina elektriskā lauka veidošanos kondensatorā. Viņi to dara, palīdzot koncentrēties un izlīdzināt elektrisko lauku. Šis raksturlielums kopā ar materiāla izolācijas spēju nosaka konkrētā materiāla dielektrisko konstanti vai relatīvo caurlaidību.