Tipikus alkalmazás, amikor a kondenzátor lemezei közé dielektrikumot helyeznek, hogy nagyobb legyen az elektromos kapacitása és az átütési feszültsége.
A jó dielektrikum poláros molekulái a külső elektromos tér rákapcsolásakor az erőtér irányába állnak be. Ez a dielektromos polarizáció jelensége, ami növeli a kondenzátor kapacitását.
Jellemzői
A dielektrikumokra jellemző mennyiségek a dielektromos állandó vagy permittivitás, az elektromos szuszceptibilitás, a veszteségi szög és az átütési feszültség. Az iparban alkalmazott dielektrikumok nagyon magas átütési feszültségű, nagy szakítószilárdságú, vegyileg stabil, kúszóárammal szemben ellenálló anyagok. A χe szuszceptibilitás, vagy más néven dielektromos szuszceptibilitás, azt jellemzi, hogy a szigetelő mennyire polarizálódik külső elektromos tér hatására. A permittivitás, a szuszceptibilitás, és az adott közegben a fényterjedési sebessége egymással összefüggő mennyiségek.
Permittivitás
A síkkondenzátor kapacitása egyenesen arányos a benne levő dielektrikum permittivitásával:
ahol C a kapacitás, εr a dielektrikum relatív permittivitása, a vákuum permittivitása, A a fegyverzetek felülete, és d a fegyverzetek közötti távolság.
Néhány anyag relatív permittivitása:
paraffin
1,9 - 2,2
csillám
4 - 8
üveg
5 - 16
porcelán
6 - 8
speciális kerámiák
~ 100
bárium-titanát
~ 1000
víz
81
etil-alkohol
24
petróleum
2,1
levegő
1,000 59
neoprén
6,7
papír
3,7
kvarc
4,3
stroncium-titanát
300
réz-oxid
18
titán-dioxid
~ 80
CaTiO3
~ 160
(SrBi)TiO3
~ 1000
benzol
~ 2,3
nitrobenzol
37
hidrogén
1,000264
kén-dioxid
1,0099
A levegő relatív permittivitása jó közelítéssel egynek vehető, mert a gyakorlatban előforduló számolások pontossága ennél a közelítésnél rosszabb. A víz kiugróan magas permittivitása a vízmolekula erős polározottságának, és ebből következő nagy dipólusnyomatékának köszönhető.
ahol ε*(ω) a frekvenciafüggő komplex permittivitás (dielektromos állandó), [1]. Itt az ε' a valós rész () ami az adott anyag dielektromos tulajdonságát, míg az ε'' képzetes rész () az anyag elektromos vezetőképességét jellemzi, i az imaginárius egység és ω a váltóáramkörfrekvenciája.
Átütési feszültség
Az átütési feszültség az a feszültség, aminél a dielektrikum vezetővé válik. Nagysága egyenesen arányos a dielektrikum vastagságával, mértékegysége a V/m. Gyakorlati okok miatt azonban sokszor a MV/cm mértékegységet használják.
Szilárd dielektrikumban a vezetővé válás egy visszafordíthatatlan folyamat. A folyékony és a gáz halmazállapotú dielektrikumokban a diffúzió révén helyreáll a szigetelőképesség, bár a kémiai reakciók termékei az anyagban maradnak.
Táblázat a dielektrikumok átütési feszültségéről. Az adatok MV/cm-ben értendők.