Dielektrinen aine

Dielektrinen aine on sähköeriste, jonka sisällä sähkökenttä on heikompi kuin se olisi tyhjiössä. Eristeissä tasasähköjännite ei aiheuta sähkövirtaa.

Materiaalin eristevakio eli dielektrisyysvakio eli suhteellinen permittiivisyys ε ilmoittaa, kuinka moninkertaiseksi kondensaattorin kapasitanssi kasvaa ilmaeristeiseen kondensaattoriin verrattuna, jos sen levyjen väli täytetään kyseisellä aineella. Paperin eristysvakio on 2–2,8, kiilteen 8, lasin 3–7, paloöljyn 2, veden 80.

Dielektrinen polarisaatio aiheuttaa sähkökentän heikkenemisen eristeen sisällä. Sähkökenttä saa eristävän aineen atomeissa eri merkkiset sähkövaraukset hieman siirtymään tasapainoasemastaan. Siten esimerkiksi positivisesti varattua kondensaattorin levyä kohden siirtyy negatiivista varausta. Kun ulkoinen kenttä poistuu, varaustilanne palautuu ennalleen.

Monissa aineissa on poolisia molekyyleja. Nesteissä ja osittain myös eräissä kiinteissä aineissa tällaiset molekyylit pääsevät kääntymään sähkökentän vaikutuksesta, jolloin sähkövarauksen nettosiirtymä muodostuu suureksi. Siksi eräillä nesteillä on hyvin suuri kyky polarisoitua sähköisesti ja siten heikentää sisälleen tunkeutuvaa sähkökenttää. Eristävässä aineessa olevan kentän voimakkuus saadaan jakamalla ulkopuolisen kentän voimakkuus eristysvakiolla.

Kun ulkopuolinen kenttä kääntää eristävän aineen molekyylejä, se suorittaa työtä kitkavoimia vastaan kuumentaen hieman ainetta. Jos kenttä on nopeasti värähtelevä, kuumentaminen muodostuu huomattavaksi ja sitä voidaan käyttää teknillisesti hyväksi suurten ainekappaleiden kuumentamiseksi tasaisesti samalla kertaa niiden sisäosia myöten . Tähän perustuu muun muassa mikroaaltouunin toiminta. Sähkötekniikassa eristeen häviöitä kuvataan lisäämällä permittiivisyyteen imaginäärinen komponentti. Eristeen häviökerroin on permittiivisyyden imaginääriosan ja reaaliosan suhde.

Aiheesta muualla

• Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Dielektrinen aine Wikimedia Commonsissa