Matériau diélectrique

Un matériau diélectrique est une substance qui est un mauvais conducteur d'électricité, mais qui supporte efficacement les champs électrostatiques. Si le flux de courant entre les pôles de charge électrique opposés est maintenu à un minimum et que les lignes de flux électrostatiques ne sont pas entravées ou interrompues, un champ électrostatique peut stocker de l'énergie. Cette propriété est utile dans les condensateurs, notamment aux radiofréquences. Les matériaux diélectriques sont également utilisés dans la construction de lignes de transmission de radiofréquences. En pratique, la plupart des matériaux diélectriques sont solides. Les exemples incluent la porcelaine (céramique), le mica, le verre, les plastiques et les oxydes de divers métaux. Les matériaux diélectriques peuvent être fabriqués à partir de liquides ou de gaz. L'air sec peut être utilisé comme diélectrique dans divers types de lignes de transmission et de condensateurs variables. L'eau distillée est un bon diélectrique. Le vide est un diélectrique exceptionnellement efficace. La capacité d'un diélectrique à maintenir un champ électrique et à dissiper un minimum de chaleur est sa caractéristique la plus importante. L'efficacité d'un matériau diélectrique sera déterminée par sa perte diélectrique, qui est la quantité de chaleur perdue. Une autre considération est la constante diélectrique, c'est-à-dire la mesure dans laquelle une substance concentre les lignes de flux électrostatiques. Les substances à faible constante diélectrique comprennent le vide parfait, l'air sec et la plupart des gaz purs et secs tels que l'hélium et l'azote. Les matériaux à constante diélectrique modérée comprennent les céramiques, l'eau distillée, le papier, le mica, le polyéthylène et le verre. Les oxydes métalliques, en général, ont des constantes diélectriques élevées. Le principal atout des substances à constante diélectrique élevée, comme l'oxyde d'aluminium, est qu'elles permettent de fabriquer des condensateurs de grande valeur avec un faible volume physique. Mais ces matériaux ne sont généralement pas capables de résister à des champs électrostatiques aussi intenses que les substances à faible constante diélectrique, comme l'air. Le matériau peut soudainement conduire le courant s'il est exposé à une tension trop élevée, ou à un champ électrostatique excessif. Ce phénomène est appelé claquage diélectrique . Dans les composants qui utilisent des gaz ou des liquides comme milieu diélectrique, cette condition s'inverse si la tension descend en dessous du point critique. Mais dans les composants contenant des diélectriques solides, le claquage diélectrique entraîne généralement des dommages permanents.