Dielektrischer Verlustfaktor

Was der dielektrische Verlustfaktor bei Kunststoffen beschreibt

Der dielektrische Verlustfaktor beschreibt die Verluste eines Isolierwerkstoffs im elektrischen Wechselfeld. Er zeigt, welcher Anteil der aufgenommenen elektrischen Energie nicht nur im Feld gespeichert, sondern im Material in Wärme umgesetzt wird. Bei Kunststoffen ist dieser Kennwert relevant, wenn Bauteile elektrisch isolieren sollen und gleichzeitig unter Wechselspannung oder bei höheren Frequenzen betrieben werden. Die Aussagekraft des Werts hängt immer an den angegebenen Prüfbedingungen.

Typische Anwendungsbezüge in Elektrik und Elektronik

Geprüft wird der Kennwert unter anderem für Isolierteile, Gehäuse, Steckverbinder, Kabelkomponenten, Sensorikbauteile und Werkstoffe für hochfrequente Anwendungen. Auch bei Kunststoffen, die in elektrischen Feldern gezielt erwärmt oder verarbeitet werden, ist der Verlustfaktor von Interesse. In der Bauteilauslegung hilft der Wert dabei, unerwünschte Eigenerwärmung, Signalverluste oder verändertes Isolationsverhalten besser einzuordnen. Besonders bei höheren Frequenzen reicht die Betrachtung von Gleichstromwiderständen allein nicht aus.

Einfluss von Frequenz, Temperatur und Werkstoffaufbau

Der dielektrische Verlustfaktor ist kein fixer Materialwert, der unabhängig von der Messsituation gilt. Er verändert sich mit der Frequenz, der Temperatur, der Feuchteaufnahme sowie mit Zusammensetzung und Struktur des Kunststoffs. Additive, Füllstoffe, Verstärkungen, Alterung oder ein abweichender Verarbeitungszustand können das Ergebnis merklich verschieben. Deshalb wird der Kennwert oft für genau definierte Materialzustände und Anwendungsbereiche ermittelt.

Abgrenzung zu Dielektrizitätszahl und Widerstandskennwerten

Innerhalb der elektrischen Eigenschaften ergänzt der dielektrische Verlustfaktor andere Kennwerte, ersetzt sie aber nicht. Die Dielektrizitätszahl beschreibt vor allem, wie stark ein Kunststoff elektrische Energie im Feld speichert, während der Verlustfaktor die damit verbundenen Verluste erfasst. Der spezifische Durchgangswiderstand und der spezifische Oberflächenwiderstand beziehen sich dagegen auf Leit- beziehungsweise Leckströme durch das Volumen oder über die Oberfläche. Für die Bewertung von Wechsel- und Hochfrequenzverhalten ist diese Abgrenzung wesentlich.