Dielektrische Systemeigenschaften

Die dielektrischen Sytemeigenschaften von Isolierwerkstoffen, die sich in Eigenschaften wie Dielektrizitätszahl, Verlustfaktor, Leitfähigkeit und Polarisationsverhalten manifestieren, bestimmen die Ausbildung elektrischer Felder in Isoliersystemen sehr stark. Ausgangspunkt der Betrachtungen ist die Beschreibung des grundsätzlichen Polarisationsverhaltens von Dielektrika im Zeit- und Frequenzbereich. Daraus abgeleitete dielektrische Kenngrößen sind Dielektrizitätszahl bzw. Permittivität, Verlustfaktor und komplexe Dielektrizitätszahl die für Wechselfelder maßgeblich sind. Auch die Leitfähigkeit und das Polarisationsverhalten können als maßgebliche Größen für die Ausbildung von Gleichfeldern und für transiente Felder abgeleitet werden. Diese Kenngrößen sind i.d.R. von Parametern wie Temperatur, Feldstärke, Frequenz oder Wassergehalt abhängig, und sie unterscheiden sich für Gase, Flüssigkeiten und feste Stoffe sehr stark. Zur systemtheoretischen Beschreibung des dielektrischen Verhaltens von Isolierwerkstoffen werden die grob vereinfachenden klassischen Parallel- und Reihenersatzschaltbilder, Polarisationsstromkurven, Permittivitäts- und Verlustfaktorspektren, lineare und nichtlineare Materialersatzschaltbilder sowie multiphysikalische Ansätze genutzt. Inhomogene Dielektrika müssen durch räumliche Diskretisierungen beschrieben werden.