Als Dielektrikum (Mehrzahl: Dielektrika) wird eine elektrisch schwach- oder nichtleitende Substanz bezeichnet, in der die vorhandenen Ladungsträger nicht frei beweglich sind. Ein Dielektrikum kann ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Feststoff sein.[1] Der Begriff Dielektrikum wird insbesondere dann verwendet, wenn in dem betrachteten Raumbereich ein elektrisches Feld besteht (von griech. dia-: „durch“, d. h. das Feld geht durch das Material hindurch).
Die Feldgrößen des Dielektrikums sind die elektrische Feldstärke
Die Permittivität ist das Produkt aus der elektrischen Feldkonstante
Isolatoren wie der Isolierstoff zwischen Kondensatorplatten, Koaxialkabeln und Ähnlichem werden als Dielektrikum bezeichnet. Auch Antennen können funktionsbestimmende dielektrische Bauteile besitzen.
Auch die Flüssigkeit einer Funkenerodiermaschine, die verhindert, dass die Funken der Elektrode zu lang sind, wird als Dielektrikum bezeichnet.
Isolierstoffe, die nur zur elektrischen Isolation leitfähiger Teile voneinander dienen, werden in der Regel nicht als Dielektrika bezeichnet, obwohl ihre dielektrischen Eigenschaften für ihr Funktionieren ausschlaggebend sein können.
Da in einem Dielektrikum die Ladungsträger nicht frei beweglich sind, werden sie durch ein äußeres elektrisches Feld polarisiert. Dabei wird zwischen zwei Arten der Polarisation unterschieden:
Die Kapazität
Für einen Plattenkondensator gilt:
Je höher die relative Permittivität
Eine wichtige Größe eines Dielektrikums bei Kondensatoren und Kabeln ist auch dessen Durchschlagsfestigkeit, das heißt ab welcher Spannung das Dielektrikum seine Isolationseigenschaften verliert und es zu Überschlägen zwischen den Kondensatorbelägen oder den Kabeladern kommt.
Je nach Anwendung spielt auch der dielektrische Verlustfaktor bei Kondensator-Dielektrika eine Rolle. Er führt bei Wechselspannung zur Erwärmung des Kondensators. Die bei manchen Materialien ausgeprägte dielektrische Absorption kann zu einem teilweisen Wiederaufladen eines Kondensators nach einer vollständigen Entladung durch Kurzschließen führen.
Als Dielektrikum wird auch der Isolierstoff zwischen den Leitern eines Kabels (insbesondere Hochfrequenz- und Koaxialkabel) bezeichnet, der wesentlich dessen Leitungswellenwiderstand und die frequenzabhängige Dämpfung pro Länge bestimmt (meist in Dezibel [dB] oder Neper [Np] pro km angegeben).
Dielektrische Antennen, Resonatoren und dielektrische Wellenleiter werden in der Hochfrequenztechnik verwendet und gehorchen den gleichen Gesetzen der Brechung wie in der Optik beziehungsweise bei Lichtleitkabeln.
Typische Materialien für Dielektrika in Hochfrequenz-Anwendungen sind Polyethylen, PTFE, Keramik (zum Beispiel Steatit, Aluminiumoxid), Glimmer oder Luft. Dielektrika für Hochfrequenz-Anwendungen müssen im Allgemeinen besonders geringe dielektrische Verlustfaktoren aufweisen.
Gleiches gilt für Hochspannungsbauteile wie Kabel oder Transformatoren. Hierbei besteht das Dielektrikum in erster Linie aus der ölgetränkten Papierisolation zwischen Kabelleiter und Schirm beziehungsweise zwischen den Transformatorwicklungen. Die dielektrischen Eigenschaften dieser Bauteile geben Aufschluss über die Qualität der Isolierung.