Kluczową różnicą między stałą dielektryczną a wytrzymałością dielektryczną jest to, że stała dielektryczna jest stosunkiem pomiędzy pojemnością materiału izolacyjnego a pojemnością próżni, podczas gdy wytrzymałość dielektryczna to wytrzymałość elektryczna materiału izolacyjnego.
Stała dielektryczna to stosunek i nie ma jednostek miary, podczas gdy wytrzymałość dielektryczna ma jednostkę SI woltów na metr lub V/m. Ponadto wytrzymałość dielektryczna jest nieodłączną właściwością konkretnego materiału izolacyjnego.
Co to jest stała dielektryczna?
Stała dielektryczna jest właściwością materiału elektroizolacyjnego, która jest równa stosunkowi pojemności materiału do pojemności próżni. Zwykle używamy terminu stała dielektryczna zamiennie z terminem „przenikalność względna”, choć mają one niewielkie różnice. Materiał elektroizolacyjny nazywany jest „dielektrykiem”. W definicji stałej dielektrycznej termin pojemność materiału odnosi się do pojemności kondensatora wypełnionego danym materiałem. Przy określaniu pojemności próżni odnosi się do pojemności identycznego kondensatora bez materiału dielektrycznego.
Rysunek 01: Drewno jest materiałem izolacyjnym
W kondensatorze znajdują się między nimi równoległe płytki, które można wypełnić materiałem dielektrycznym. Obecność materiału dielektrycznego pomiędzy tymi dwoma płytkami zawsze zwiększa pojemność. Oznacza to, że zwiększa zdolność kondensatora do przechowywania przeciwnych ładunków na każdej płycie, w porównaniu do jego zdolności do utrzymywania ładunków, gdy między dwiema płytami występuje próżnia. W przypadku kondensatora wypełnionego próżnią, pojemność jest uważana za jedną jako wzorzec odniesienia. Dlatego każdy materiał dielektryczny wykazuje stałą dielektryczną większą niż jeden.
Jaka jest wytrzymałość dielektryczna?
Wytrzymałość dielektryczna to wytrzymałość elektryczna materiału izolacyjnego. W dziedzinie fizyki istnieją jednak dwie nieco różne definicje tego terminu. Rozważając czysto elektrycznie izolujący materiał, wytrzymałość dielektryczna jest maksymalnym polem elektrycznym, jakie materiał może wytrzymać w idealnych warunkach bez przebicia elektrycznego. Z drugiej strony, biorąc pod uwagę wytrzymałość dielektryczną określonego kawałka materiału dielektrycznego i położenie elektrod, stała dielektryczna jest minimalnym przyłożonym polem elektrycznym, które może spowodować jego przebicie. Jednostką SI do pomiaru wytrzymałości dielektrycznej jest wolt na metr V/m.
Wytrzymałość dielektryczna materiału izolacyjnego jest wewnętrzną właściwością tego materiału sypkiego, która jest niezależna od konfiguracji tego materiału. Nazywa się to „wewnętrzną wytrzymałością dielektryczną” i odpowiada pomiarowi wytrzymałości dielektrycznej mierzonej dla czystego materiału w idealnych warunkach laboratoryjnych.
Kilka czynników może wpływać na pozorną wytrzymałość dielektryczną. Np. wytrzymałość dielektryczna maleje wraz ze wzrostem grubości próbki, maleje wraz ze wzrostem temperatury pracy, maleje wraz ze wzrostem częstotliwości, ma tendencję do zmniejszania się wraz ze wzrostem wilgotności (ten czynnik dotyczy gazów), itp.
Jaka jest różnica między stałą dielektryczną a wytrzymałością dielektryczną?
Stała dielektryczna i wytrzymałość dielektryczna to dwa różne pojęcia. Kluczową różnicą między stałą dielektryczną a wytrzymałością dielektryczną jest to, że stała dielektryczna jest stosunkiem pojemności materiału izolacyjnego do pojemności próżni, podczas gdy wytrzymałość dielektryczna to wytrzymałość elektryczna materiału izolacyjnego.
Poniższa infografika podsumowuje różnice między stałą dielektryczną a wytrzymałością dielektryczną w formie tabelarycznej.
Podsumowanie – Stała dielektryczna a wytrzymałość dielektryczna
Stała dielektryczna jest właściwością materiału elektroizolacyjnego, która jest równa stosunkowi pojemności materiału do pojemności próżni. Wytrzymałość dielektryczna to wytrzymałość elektryczna materiału izolacyjnego. Dlatego kluczową różnicą między stałą dielektryczną a wytrzymałością dielektryczną jest to, że stała dielektryczna jest stosunkiem pojemności materiału izolacyjnego do pojemności próżni, podczas gdy wytrzymałość dielektryczna to wytrzymałość elektryczna materiału izolacyjnego.
