Der Hauptunterschied zwischen Dielektrizitätskonstante und Durchschlagsfestigkeit besteht darin, dass die Dielektrizitätskonstante das Verhältnis zwischen der Kapazität eines Isoliermaterials und der Vakuumkapazität ist, während die Durchschlagsfestigkeit die elektrische Festigkeit eines Isoliermaterials ist.
Die Dielektrizitätskonstante ist ein Verhältnis und hat keine Maßeinheit, während die Durchschlagsfestigkeit die SI-Einheit Volt pro Meter oder V/m hat. Darüber hinaus ist die Durchschlagsfestigkeit eine intrinsische Eigenschaft eines bestimmten Isoliermaterials.
Was ist die Dielektrizitätskonstante?
Die Dielektrizitätskonstante ist eine Eigenschaft eines elektrisch isolierenden Materials, die gleich dem Verhältnis zwischen der Kapazität des Materials und der Kapazität des Vakuums ist. Normalerweise verwenden wir den Begriff Dielektrizitätskonstante austauschbar mit dem Begriff „relative Permittivität“, obwohl es geringfügige Unterschiede gibt. Ein elektrisch isolierendes Material wird als „Dielektrikum“bezeichnet. In der Definition der Dielektrizitätskonstante bezieht sich der Begriff Kapazität eines Materials auf die Kapazität eines Kondensators, der mit dem jeweiligen Material gefüllt ist. Bei der Bestimmung der Kapazität des Vakuums bezieht sich diese auf die Kapazität eines identischen Kondensators ohne Dielektrikum.
Abbildung 01: Holz ist ein Dämmstoff
In einem Kondensator befinden sich parallele Platten dazwischen, die mit dem dielektrischen Material gefüllt werden können. Das Vorhandensein eines dielektrischen Materials zwischen diesen beiden Platten erhöht immer die Kapazität. Das bedeutet, dass es die Fähigkeit des Kondensators erhöht, entgegengesetzte Ladungen auf jeder Platte zu speichern, verglichen mit seiner Fähigkeit, die Ladungen zu h alten, wenn zwischen zwei Platten ein Vakuum besteht. Für den vakuumgefüllten Kondensator gilt die Kapazität als Referenzstandard. Daher weist jedes dielektrische Material eine Dielektrizitätskonstante auf, die größer als eins ist.
Was ist Durchschlagsfestigkeit?
Durchschlagsfestigkeit ist die elektrische Festigkeit eines Isoliermaterials. Es gibt jedoch zwei leicht unterschiedliche Definitionen für diesen Begriff im Bereich der Physik. Betrachtet man ein reines elektrisch isolierendes Material, ist die Durchschlagsfestigkeit das maximale elektrische Feld, dem das Material unter idealen Bedingungen standh alten kann, ohne einen elektrischen Durchschlag zu erleiden. Wenn man andererseits die Durchschlagsfestigkeit für ein bestimmtes Stück eines dielektrischen Materials und die Position der Elektroden betrachtet, ist die Dielektrizitätskonstante das minimal angelegte elektrische Feld, das zu seinem elektrischen Durchschlag führen kann. Die SI-Einheit für die Messung der Spannungsfestigkeit ist Volt pro Meter V/m.
Die Durchschlagsfestigkeit eines Isoliermaterials ist eine intrinsische Eigenschaft dieses Grundmaterials, die unabhängig von der Konfiguration dieses Materials ist. Sie wird als „Eigendurchschlagsfestigkeit“bezeichnet und entspricht der Messung der Durchschlagsfestigkeit, die für ein reines Material unter idealen Laborbedingungen gemessen wird.
Mehrere Faktoren können die scheinbare Durchschlagsfestigkeit beeinflussen. Beispielsweise nimmt die Durchschlagsfestigkeit mit zunehmender Probendicke ab, sie nimmt mit erhöhter Betriebstemperatur ab, sie nimmt mit erhöhter Frequenz ab, sie nimmt tendenziell mit zunehmender Feuchtigkeit ab (dieser Faktor gilt für Gase) usw.
Was ist der Unterschied zwischen Dielektrizitätskonstante und Durchschlagsfestigkeit?
Dielektrizitätskonstante und Durchschlagsfestigkeit sind zwei verschiedene Begriffe. Der Hauptunterschied zwischen Dielektrizitätskonstante und Durchschlagsfestigkeit besteht darin, dass die Dielektrizitätskonstante das Verhältnis zwischen der Kapazität eines Isoliermaterials und der Vakuumkapazität ist, während die Durchschlagsfestigkeit die elektrische Festigkeit eines Isoliermaterials ist.
Die folgende Infografik fasst die Unterschiede zwischen Dielektrizitätskonstante und Durchschlagsfestigkeit tabellarisch zusammen.
Zusammenfassung – Dielektrizitätskonstante vs. Durchschlagsfestigkeit
Die Dielektrizitätskonstante ist eine Eigenschaft eines elektrisch isolierenden Materials, die gleich dem Verhältnis zwischen der Kapazität des Materials und der Kapazität des Vakuums ist. Die Durchschlagsfestigkeit ist die elektrische Festigkeit eines Isoliermaterials. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen Dielektrizitätskonstante und Durchschlagsfestigkeit darin, dass die Dielektrizitätskonstante das Verhältnis zwischen der Kapazität eines Isoliermaterials und der Vakuumkapazität ist, während die Durchschlagsfestigkeit die elektrische Festigkeit eines Isoliermaterials ist.
