Podívejte se na keramickou toaletu nebo umyvadlo v koupelně. Pravděpodobně ne, ale proto, že tento materiál má vlastnost, která je často přehlížena. Je to dielektrikum, což znamená látku, která je špatným vodičem elektřiny, ale dobrým prostředkem elektrického skladování. Ať už mluvíme o keramice, skle, vzduchu nebo dokonce vakuu (další dobrý dielektrikum), vědci používají tzv. Dielektrickou konstantu, což je poměr permitivity látky k permitivitě volného prostoru. Nebo, laicky, poměr množství elektrické energie uložené v materiálu přiloženým napětím, ve srovnání s energií uloženou ve vakuu.
Zmatený? Možná je třeba trochu vysvětlení, aby se některé technické překážky rozptýlily k porozumění. Za prvé, dielektrikum je definováno jako izolační materiál nebo velmi špatný vodič elektrického proudu. Když jsou dielektrika umístěna v elektrickém poli, prakticky v nich neproudí žádný proud, protože na rozdíl od kovů nemají žádné volně vázané nebo volné elektrony, které by mohly driftovat materiálem. Místo toho dochází k elektrické polarizaci, kde kladné náboje uvnitř dielektrika jsou posunuty nepatrně ve směru elektrického pole a záporné náboje jsou posunuty nepatrně ve směru opačném k elektrickému poli. Toto malé oddělení náboje nebo polarizace redukuje elektrické pole uvnitř samotného dielektrika. Tato vlastnost, jak již bylo zmíněno, z něj činí špatného vodiče, ale dobré paměťové médium.
V praxi je většina dielektrických materiálů pevná. Jak již bylo zmíněno, suchý vzduch je také dielektrický, stejně jako nejčistší suché plyny, jako je helium a dusík. Mají nízkou dielektrickou konstantu, zatímco věci jako oxidy kovů mají vysokou konstantu. Mezi materiály s mírnými dielektrickými konstantami patří keramika, destilovaná voda, papír, slída, polyethylen a sklo. Jak se dielektrická konstanta zvyšuje, hustota elektrického toku se zvyšuje (celkové množství elektrického náboje na plochu), ale pouze pokud se všechny ostatní faktory nezmění. To zase umožňuje objektům dané velikosti, jako jsou sady kovových desek, držet svůj elektrický náboj po dlouhou dobu a / nebo držet velká množství náboje.
Protože představují dobrý izolační materiál (nebo dielektrikum), oxidy kovů, suchý vzduch a vakuum se často používají při konstrukci vysokonapěťových kondenzátorů a vysokofrekvenčních přenosových vedení, kde je elektrická energie ukládána na rádiových frekvencích.
Napsali jsme mnoho článků o dielektrické konstantě pro časopis Space Space. Zde je článek o tom, jak mikrovlny fungují, a zde je článek o stolním testu obecné relativity.
Pokud byste chtěli získat více informací o dielektrické konstantě, podívejte se na tyto články od Hyperphysics a Web Physics.
Zaznamenali jsme také celou epizodu obsazení Astronomie Cast vše o elektromagnetismu. Poslouchejte zde, Epizoda 103: Elektromagnetismus.
Zdroje:
http://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric
http://en.wikipedia.org/wiki/Relative_permittivity
http://en.wikipedia.org/wiki/Flux
http://en.wikipedia.org/wiki/Electrostatic
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/162637/dielectric-constant
http://searchcio-midmarket.techtarget.com/sDefinition/0,,sid183_gci546287,00.html
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/162630/dielectric
