Dielektrizitätskonstante

Formelzeichen: ε_r, Einheit: dimensionslose Größe.

Die relative Dielektrizitätskonstante ist eine für jeden homogenen Werkstoff spezifische physikalische Stoffgröße.

Moleküle mit elektrischer Dipoleigenschaft (Dipol) richten sich im elektrischen Feld aus und erhöhen dadurch die Feldstärke, die zwischen zwei elektrisch geladenen Leitern besteht. Die Dielektrizitätskonstante gibt das Verhältnis zwischen den Feldstärken an, die bei bestimmter elektrischer Spannung eines Kondensators zwischen den Leitern auftreten, wenn der Zwischenraum mit dem jeweiligen Material ausgefüllt oder leer ist (Vakuum).

Prinzipiell gibt die Dielekrizitätskonstante Auskunft über die Erhöhung der Kapazität eines Kondensators beim Einbringen eines Dielektrikums in das elektrische Feld.

Mit der Dielektrizitätskonstante steigt die dielektrische Erwärmung eines dielektrischen Stoffes in einem elektrischen Wechselfeld an.

Beispiele für ε_r-Werte: Vakuum: 1, Paraffin: 2, Glas: 5-15, PMMA: 3, Papier: 2, Wasser: 82, Ethanol: 24, Öl: 2, Luft: 1,000592.

Die elektrische Kapazität C eines Plattenkondensators im homogenen elektrischen Feld errechnet sich nach C = ε_r x ε₀ x A/d, mit A = Plattenfläche und d = Plattenabstand und ε₀ = 8,85 x 10^-12 F/m als elektrische Feldkonstante.

Bei Polymerwerkstoffen richtet sich die Dielektrizitätskonstante nach dem Aufbau des jeweiligen Werkstoffs.

Unpolare Polymere, wie PE, PS und PTFE, haben ein hohes Isolationsvermögen und eine sehr niedrige Dielektrizitätskonstante bzw. auch eine minimale Wärmeverlustwirkung (hier: dielektrischer Verlustfaktor), da sich die Dipole in der Struktur kompensieren. Polare Polymere, wie PMMA, PA, PVC etc., haben deutlich höhere Dielektrizitätskonstanten, höhere Wärmeverluste und ein geringeres Isoliervermögen.

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