誘電定数は、コンデンサ（またはキャパシタ-図1）のプレートの間に配置される材料に関連した値であり、それは最適化とその機能を増加させることができます。（ジャンコリ、2006）。誘電体は電気絶縁体と同義です。つまり、誘電体は電流を通過させない材料です。
私たちの家、娯楽スペース、教育またはワークステーションで電気および電子機器を使用することは誰でも一般的であるため、この値は多くの面で重要ですが、確かに私たちは機能するためにこの機器で発生する複雑なプロセスを認識していません。
図1：異なるタイプのコンデンサ。
たとえば、当社のミニコンポーネント、テレビ、マルチメディアデバイスは機能に直流を使用していますが、家庭や職場に到達する家庭用および産業用の電流は交流です。これはどのようにして可能ですか？
図2：家庭用機器の電気回路
この質問への答えは同じ電気および電子機器内にあります：コンデンサー（またはコンデンサー）。これらのコンポーネントは、とりわけ、交流から直流への整流を可能にし、それらの機能は、コンデンサの形状または形状、およびその設計に存在する誘電体材料に依存します。
誘電体材料は重要な役割を果たします。これは、コンデンサを構成するプレートを触れずに非常に接近させ、前記プレート間のスペースを誘電体材料で完全に覆ってコンデンサの機能を高めるためです。
誘電率の起源：コンデンサと誘電体
この定数の値は実験結果です。つまり、さまざまな種類の絶縁材料を使用して実行された実験から得られ、同じ現象が発生します。つまり、コンデンサの機能性または効率が向上します。
コンデンサは、静電容量「C」と呼ばれる物理量に関連付けられています。これは、特定の電位差「ΔV」を供給することでコンデンサが保存できる電荷「Q」の量を定義します（式1）。
（方程式1）
実験により、コンデンサのプレート間のスペースを誘電体で完全に覆うことにより、コンデンサは「誘電率」と呼ばれる係数κだけ静電容量を増加させると結論付けています。（式2）。
（方程式2）
図3は、平行平板コンデンサの静電容量Cが充電され、その結果、均一な電界がプレート間に下向きになっている状態を示しています。
図の上部は、プレート間に真空のあるコンデンサです（真空-誘電率∊0）。次に、下部に、キャパシタンスC '> Cの同じコンデンサが表示され、そのプレート間に誘電体（誘電率of）があります。
図3：誘電体なしと誘電体ありの平行平面板コンデンサ。
Figueroa（2005）は、コンデンサの誘電体材料の3つの機能をリストしています。
- それらは、導電性プレート間の小さなギャップで、堅固でコンパクトな構造を可能にします。
- それらは放電を引き起こすことなくより高い電圧を印加することを可能にします（絶縁破壊電界は空気のそれよりも大きいです）
- 材料の誘電率と呼ばれる係数κだけコンデンサの静電容量を増やします。
したがって、著者は、κは「材料の誘電率と呼ばれ、外部磁場に対するその分子双極子の応答を測定する」ことを示しています。つまり、材料の分子の極性が高いほど、誘電率は高くなります。
誘電体の原子モデル
一般に、材料には特定の分子配置があり、それは分子自体と、各材料でそれらを構成する要素に依存します。誘電プロセスに介入する分子配列には、いわゆる「極性分子」または分極された分子配列があります。
極性分子では、負の電荷の中央の位置と正の電荷の中央の位置との間に分離があり、それらに電気極が生じます。
たとえば、正電荷分布の中心が水素原子の中間にあるため、水分子（図4）は永久に分極されます。（Serway and Jewett、2005）。
図4：水分子の分布。
BeH2分子（水素化ベリリウム-図5）では線形分子ですが、正電荷（水素）の分布の中心が負電荷（ベリリウム）の分布の中心にあるため、分極はありません。 、存在する可能性のある分極をキャンセルします。これは無極性分子です。
図5：水素化ベリリウム分子の分布。
同様に、誘電材料が電界Eの存在下にある場合、分子は電界の関数として整列し、コンデンサプレートに面する誘電体の面に表面電荷密度を引き起こします。
この現象により、誘電体内部の電界は、コンデンサによって生成される外部電界よりも小さくなります。次の図（図6）は、平面平行板コンデンサ内の電気的に分極した誘電体を示しています。
電界の存在下でより効率的に相互作用する分極した分子が存在するため、この現象は無極性の材料よりも極性の材料でより簡単に発生することに注意することが重要です。ただし、電界が存在するだけで非極性分子が分極し、極性材料と同じ現象が発生します。
図6：帯電したコンデンサで発生した電界による誘電体の分極分子のモデル。
一部の材料の誘電率値
コンデンサの機能性、経済性、究極の実用性に応じて、さまざまな絶縁材料を使用してそれらの性能を最適化します。
紙などの材料は非常に安価ですが、高温や水との接触で破損する可能性があります。ゴムでありながら、可鍛性はありますが耐性があります。必要に応じて異なる形状に適応することはできませんが、高温に耐える磁器もあります。
以下は、一部の材料の誘電率が指定されている表です。誘電率には単位がありません（無次元）。
表1：いくつかの材料の室温での誘電率。
誘電体のいくつかのアプリケーション
誘電体材料は、地球規模の社会において重要であり、ラジオソフトウェア、GPS、衛星による環境モニタリングなど、地上および衛星通信から幅広い用途があります。（セバスチャン、2010）
さらに、Fiedziuszkoら（2002）は、携帯電話を含む無線技術の開発における誘電体材料の重要性について述べています。彼らの出版物では、機器の小型化におけるこのタイプの材料の関連性について説明しています。
この順序で、現代性は、技術寿命の発展のために高誘電率と低誘電率の材料に対する大きな需要を生み出しています。これらの資料は、データストレージ機能、通信、およびデータ伝送のパフォーマンスの観点から、インターネットデバイスに不可欠なコンポーネントです。（Nalwa、1999）。
参考文献
- Fiedziuszko、SJ、Hunter、IC、伊藤哲也、小林由紀子、西川哲也、スティッツァー、SN、&脇野和夫（2002）。誘電材料、デバイス、回路。マイクロ波理論と技術に関するIEEEトランザクション、50（3）、706-720。
- Figueroa、D.（2001）。電気的相互作用。ベネズエラのカラカス：ミゲルエンジェルガルシアと息子、SRL。
- ジャンコリ、D（2006）。物理的。まずはアプリケーションから。メキシコ：ピアソン教育。
- ナルワ、HS（編）。（1999）。低誘電率材料と高誘電率材料のハンドブックとそのアプリケーション、2冊セット。エルゼビア。
- セバスチャン、MT（2010）。無線通信用の誘電体材料。エルゼビア。
- Serway、R.&Jewett、J.（2005）。科学と工学のための物理学。メキシコ：国際Thomson Editores。