Η βασική διαφορά μεταξύ της διηλεκτρικής σταθεράς και της διηλεκτρικής αντοχής είναι ότι η διηλεκτρική σταθερά είναι η αναλογία μεταξύ της χωρητικότητας ενός μονωτικού υλικού και της χωρητικότητας του κενού, ενώ η διηλεκτρική αντοχή είναι η ηλεκτρική αντοχή ενός μονωτικού υλικού.
Η διηλεκτρική σταθερά είναι μια αναλογία και δεν έχει μονάδες μέτρησης ενώ η διηλεκτρική ισχύς έχει τη μονάδα βολτ SI ανά μέτρο ή V/m. Επιπλέον, η διηλεκτρική αντοχή είναι μια εγγενής ιδιότητα ενός συγκεκριμένου μονωτικού υλικού.
Τι είναι η διηλεκτρική σταθερά;
Η διηλεκτρική σταθερά είναι μια ιδιότητα ενός ηλεκτρικού μονωτικού υλικού που είναι ίση με την αναλογία μεταξύ της χωρητικότητας του υλικού προς την χωρητικότητα του κενού. Συνήθως, χρησιμοποιούμε τον όρο διηλεκτρική σταθερά εναλλακτικά με τον όρο «σχετική διαπερατότητα», αν και έχουν μικρές διαφορές. Ένα ηλεκτρικό μονωτικό υλικό είναι γνωστό ως «διηλεκτρικό». Στον ορισμό της διηλεκτρικής σταθεράς, ο όρος χωρητικότητα ενός υλικού αναφέρεται στην χωρητικότητα ενός πυκνωτή που είναι γεμάτος με το συγκεκριμένο υλικό. Όταν προσδιορίζεται η χωρητικότητα του κενού, αναφέρεται στην χωρητικότητα ενός πανομοιότυπου πυκνωτή χωρίς διηλεκτρικό υλικό.
Εικόνα 01: Το ξύλο είναι μονωτικό υλικό
Σε έναν πυκνωτή, ενδιάμεσα υπάρχουν παράλληλες πλάκες που μπορούν να γεμίσουν με το διηλεκτρικό υλικό. Η παρουσία ενός διηλεκτρικού υλικού μεταξύ αυτών των δύο πλακών αυξάνει πάντα την χωρητικότητα. Αυτό σημαίνει ότι αυξάνει την ικανότητα του πυκνωτή να αποθηκεύει αντίθετα φορτία σε κάθε πλάκα, σε σύγκριση με την ικανότητά του να συγκρατεί τα φορτία όταν υπάρχει κενό μεταξύ δύο πλακών. Για τον πυκνωτή γεμάτο κενό, η χωρητικότητα θεωρείται ως ένα πρότυπο αναφοράς. Επομένως, οποιοδήποτε διηλεκτρικό υλικό εμφανίζει διηλεκτρική σταθερά που είναι μεγαλύτερη από μία.
Τι είναι η διηλεκτρική αντοχή;
Η διηλεκτρική αντοχή είναι η ηλεκτρική αντοχή ενός μονωτικού υλικού. Ωστόσο, υπάρχουν δύο ελαφρώς διαφορετικοί ορισμοί για αυτόν τον όρο στο πεδίο της φυσικής. Όταν εξετάζουμε ένα καθαρό ηλεκτρικά μονωτικό υλικό, η διηλεκτρική αντοχή είναι το μέγιστο ηλεκτρικό πεδίο που μπορεί να αντέξει το υλικό υπό ιδανικές συνθήκες χωρίς να υποστεί καμία ηλεκτρική βλάβη. Από την άλλη πλευρά, όταν εξετάζεται η διηλεκτρική ισχύς για ένα συγκεκριμένο κομμάτι ενός διηλεκτρικού υλικού και η θέση των ηλεκτροδίων, η διηλεκτρική σταθερά είναι το ελάχιστο εφαρμοζόμενο ηλεκτρικό πεδίο που μπορεί να οδηγήσει σε ηλεκτρική διάσπασή του. Η μονάδα SI για τη μέτρηση της διηλεκτρικής ισχύος είναι βολτ ανά μέτρο V/m.
Η διηλεκτρική αντοχή ενός μονωτικού υλικού είναι μια εγγενής ιδιότητα αυτού του χύμα υλικού που είναι ανεξάρτητη από τη διαμόρφωση αυτού του υλικού. Ονομάζεται ως «η εγγενής διηλεκτρική αντοχή» και αντιστοιχεί στη μέτρηση της διηλεκτρικής αντοχής που μετράται για ένα καθαρό υλικό υπό ιδανικές εργαστηριακές συνθήκες.
Διάφοροι παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν τη φαινομενική διηλεκτρική αντοχή. Για παράδειγμα, η διηλεκτρική αντοχή μειώνεται με την αύξηση του πάχους του δείγματος, μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας λειτουργίας, μειώνεται με την αυξημένη συχνότητα, τείνει να μειώνεται με την αυξημένη υγρασία (αυτός ο παράγοντας είναι για τα αέρια) κ.λπ.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της διηλεκτρικής σταθεράς και της διηλεκτρικής ισχύος;
Η διηλεκτρική σταθερά και η διηλεκτρική ισχύς είναι δύο διαφορετικοί όροι. Η βασική διαφορά μεταξύ της διηλεκτρικής σταθεράς και της διηλεκτρικής αντοχής είναι ότι η διηλεκτρική σταθερά είναι η αναλογία μεταξύ της χωρητικότητας ενός μονωτικού υλικού και της χωρητικότητας του κενού ενώ η διηλεκτρική αντοχή είναι η ηλεκτρική αντοχή ενός μονωτικού υλικού.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τις διαφορές μεταξύ της διηλεκτρικής σταθεράς και της διηλεκτρικής ισχύος σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Διηλεκτρική σταθερά έναντι διηλεκτρικής αντοχής
Η διηλεκτρική σταθερά είναι μια ιδιότητα ενός ηλεκτρικού μονωτικού υλικού που είναι ίση με την αναλογία μεταξύ της χωρητικότητας του υλικού προς την χωρητικότητα του κενού. Η διηλεκτρική αντοχή είναι η ηλεκτρική αντοχή ενός μονωτικού υλικού. Επομένως, η βασική διαφορά μεταξύ της διηλεκτρικής σταθεράς και της διηλεκτρικής αντοχής είναι ότι η διηλεκτρική σταθερά είναι η αναλογία μεταξύ της χωρητικότητας ενός μονωτικού υλικού και της χωρητικότητας του κενού ενώ η διηλεκτρική αντοχή είναι η ηλεκτρική αντοχή ενός μονωτικού υλικού.
