Konstanta Rugi Dielektrik (tan δ)

Dielektrik adalah sejenis bahan isolator listrik yang dapat diberikan polarisasi dengan cara menempatkan bahan dielektrik dalam medan listrik. Ketika bahan ini berada dalam medan listrik, muatan listrik yang terkandung di dalamnya tidak akan mengalir, sehingga tidak timbul arus listrik seperti bahan konduktor, tetapi hanya sedikit bergeser dari posisi setimbangnya sehingga mengakibatkan terciptanya pengutuban dielektrik. Oleh karena pengutuban dielektrik, muatan positif bergerak menuju kutub negatif medan listrik, sedang muatan negatif bergerak pada arah berlawanan (yaitu menuju kutub positif medan listrik). Hal ini menimbulkan medan listrik internal (di dalam bahan dielektrik) yang menyebabkan jumlah keseluruhan medan listrik yang melingkupi bahan dielektrik menurun.

Walaupun istilah "isolator" juga mengandung arti konduktivitas listrik yang rendah, tetapi istilah "dielektrik" biasanya digunakan untuk bahan-bahan isolator yang memiliki tingkat kemampuan pengutuban tinggi yang besarannya diwakili oleh konstanta dielektrik. Contoh umum tentang dielektrik adalah sekat isolator di antara plat konduktor yang terdapat dalam kapasitor. Pengutuban bahan dielektrik dengan memaparkan medan listrik padanya mengubah muatan listrik pada kutub-kutub kapasitor.

Salah  satu  karakteristik  penting  dalam  bahan  isolasi adalah  konstanta rugi  dielektrik tan δ. Untuk  mengetahui nilai  konstanta  rugi  dielektrik,  dilakukan  pengukuran  tan δ. Nilai  konstanta  rugi  dielektrik  ini  terjadi jika   terdapat   perubahan   arah   medan   elektrik   yang berulang-ulang.  Secara  umum rugi-rugi  dielektrik  diduga kuat   disebabkan   oleh   adanya   elektron   bebas   dalam isolasi.    Keberadaan     elektron     bebas     inilah     yang menyebabkan    adanya    arus    konduksi.    Apabila    arus konduksi  makin  besar,  maka  sudut  rugi-rugi  dielektrik makin   besar.  

Bahan   isolasi   yang   baik   adalah   yang memiliki  tan δ  kecil,  karena  magnitude  dari  vektor  arus bocor  (IR)  lebih  kecil  daripada  vektor  arus  kapasitif  (IC), sehingga    sudut    rugi-rugi δ    sangat    kecil.    Untuk menentukan  respon  bahan  dielektrik  terhadap  tegangan AC,  maka  bahan  dielektrik  dimodelkan  dengan  suatu rangkaian RC seri. 

Nilai R menunjukkan bagian rugi-rugi dari  bahan  dielektrik  yang  berasal  dari  konduktivitas elektronik  dan ionik, orientasi dipole, polarisasi  muatan, sedangkan  nilai  C adalah  kapasitansi  yang  muncul  dari bahan  dielektrik  itu  sendiri.  Diagram  fasor  yang menunjukkan IR dan IC ditunjukkan gambar berikut.

Diagram fasor hubungan IR dan IC