Pogledajte onu keramičku toaletu ili sudoper u vašoj kupaonici. Vjerojatno ne, ali to je zato što ovaj materijal ima svojstvo koje se često zanemaruje. To je dielektric, što znači tvar koja je loš provodnik električne energije, ali dobro sredstvo za skladištenje električne energije. Govorimo li o keramikama, staklu, zraku ili čak o vakuumu (još jedan dobar dielektrik), znanstvenici koriste ono što se naziva dielektrična konstanta, a to je omjer propusnosti neke tvari i propusnosti slobodnog prostora. Ili, laičkim riječima, omjer količine električne energije pohranjene u materiji prema primijenjenom naponu, u odnosu na količinu spremljenu u vakuumu.
Zbunjeni? Pa, možda je potrebno malo objašnjenje da bi se neke tehničke blokade preprečile razumijevanju. Prije svega, dielektric je definiran kao izolacijski materijal ili vrlo loš provodnik električne struje. Kad se dielektričari postave u električno polje, u njima praktički ne teče struja jer, za razliku od metala, oni nemaju labavo vezane ili slobodne elektrone koji mogu prodirati kroz materijal. Umjesto toga dolazi do električne polarizacije, gdje se pozitivni naboji unutar dielektrika pomiču u smjeru električnog polja, a negativni naboji pomiču se u smjeru suprotnom od električnog polja. Ovo malo razdvajanje naboja, ili polarizacija, smanjuje električno polje unutar samog dielektrika. Ovo svojstvo, kao što je već spomenuto, čini ga lošim provodnikom, ali dobrim medijem za skladištenje.
U praksi je većina dielektričnih materijala čvrsta. Ali, kao što je već spomenuto, suhi zrak je također dielektričan, kao i većina čistih, suhih plinova poput helija i dušika. Oni imaju nisku dielektričnu konstantu, dok stvari poput metalnih oksida imaju visoku konstantu. Materijali s umjerenim dielektričnim konstantama uključuju keramiku, destiliranu vodu, papir, sljubku, polietilen i staklo. Kako se dielektrična konstanta povećava, gustoća električnog toka raste (ukupna količina električnog naboja po površini), ali samo ako svi ostali faktori ostanu nepromijenjeni. To zauzvrat omogućuje predmetima određene veličine, poput skupova metalnih ploča, da dugo vremena drže električni naboj i / ili da drže velike količine naboja.
Zbog toga što čine dobar izolacijski materijal (ili dielektric), metalni oksidi, suhi zrak i vakuum često se koriste u izgradnji visokoenergetskih kondenzatora kao i radiofrekvencijskih dalekovoda, gdje se električna energija pohranjuje na radio frekvencijama.
Napisali smo mnogo članaka o dielektričnoj konstanti za Space Magazine. Evo članka o tome kako djeluju mikrovalne pećnice, a ovdje je članak o stolnom testu opće relativnosti.
Ako želite više informacija o dielektričnoj konstanti, pogledajte ove članke iz područja Hyperphysics i Web Physics.
Također smo snimili i cijelu epizodu Astronomy Cast koja govori o elektromagnetizmu. Slušajte ovdje, epizoda 103: Elektromagnetizam.
izvori:
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
