Die Dielektrizitätskonstante ist das Verhältnis zwischen der absoluten Permittivität eines Materials und der absoluten Permittivität eines Vakuums. Die technische Definition von „Dielektrizitätskonstante“ oder „relative Permittivität“ ist kompliziert und wird unter Elektroingenieuren immer noch diskutiert. Dies liegt daran, dass die Permittivität eines Materials von der Frequenz der angelegten Spannung abhängt. Der Begriff „statische Dielektrizitätskonstante“ wird verwendet, um dieses Verhältnis zu beschreiben, wenn ein Gleichstrom oder eine Nullfrequenzspannung angelegt wird.
Kondensatoren sind Geräte, die elektrische Ladungen speichern. Sie haben aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften eine Reihe von Anwendungen in der Elektronik. Sie werden als Filter in Netzteilen verwendet, um Schwankungen der Ausgangsspannung zu beseitigen, als Zeitkonstanten in Oszillatorschaltungen und um Gleichstrom (DC) zu blockieren, während Wechselspannung (AC) in Verstärkerschaltungen geleitet wird.
Ein Kondensator hat zwei Platten oder Bänder aus leitfähigem Material, die durch einen Isolator getrennt sind. Wenn ein Gleichstrom über den Kondensator angelegt wird, baut sich zwischen den Platten eine Ladung auf. Um einen Spannungsverlust über den Spalt zwischen den Platten zu verhindern, wird ein Isolator zwischen die Platten gelegt. Dieser Isolator wird als Dielektrikum bezeichnet.
Der Begriff „Konstante“ ist irreführend, wenn er sich auf den Dielektrizitäts- oder Permittivitätswert eines Isolators bezieht. Wenn sich die angelegte Frequenz ändert, ändert sich auch die Dielektrizitätskonstante. Für die frequenzabhängige Dielektrizitätszahl wird allgemein der Begriff „relative Dielektrizitätskonstante“ verwendet.
Mit steigender Frequenz nimmt die relative Dielektrizitätskonstante ab. Als Ergebnis sind Kondensatoren so ausgelegt, dass sie innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs arbeiten. Ein dielektrisches Material ist möglicherweise für die Verwendung mit niedrigeren Frequenzen geeignet, kann jedoch möglicherweise nicht richtig funktionieren, wenn es Hochfrequenzspannung ausgesetzt wird. Kondensatoren in Hochfrequenzschaltungen benötigen Isolatoren mit einer viel höheren Dielektrizitätskonstante.
Einige dielektrische Isolatoren tragen tatsächlich zur Bildung des elektrischen Felds in einem Kondensator bei. Sie tun dies, indem sie helfen, das elektrische Feld zu konzentrieren und auszurichten. Diese Eigenschaft bestimmt zusammen mit der Isolierfähigkeit des Materials die Dielektrizitätskonstante oder die relative Dielektrizitätskonstante eines gegebenen Materials.