Uitați-vă la toaleta ceramică sau la chiuveta din baie. Probabil că nu, dar asta se datorează faptului că acest material are o proprietate care este adesea trecută cu vederea. Este un dielectric, adică o substanță care este un conductor slab al energiei electrice, dar un bun mijloc de stocare electrică. Fie că vorbim despre ceramică, sticlă, aer sau chiar vid (un alt dielectric bun), oamenii de știință folosesc ceea ce se numește constantă dielectrică, care este raportul dintre permisivitatea unei substanțe și permisivitatea spațiului liber. Sau, în termeni de profan, raportul dintre cantitatea de energie electrică stocată într-un material printr-o tensiune aplicată, în raport cu cea stocată în vid.
Confuz? Ei bine, poate este necesară o mică explicație pentru a elimina unele dintre blocajele tehnice de înțelegere. În primul rând, un dielectric este definit ca un material izolant sau un conductor foarte slab de curent electric. Atunci când dielectricele sunt plasate într-un câmp electric, practic nu circulă curent în ele, deoarece, spre deosebire de metale, ele nu au electroni legați, sau liberi, care pot circula prin material. În schimb, are loc polarizarea electrică, unde încărcările pozitive din dielectric sunt deplasate minutios în direcția câmpului electric, iar sarcinile negative sunt deplasate minuțios în direcția opusă câmpului electric. Această ușoară separare de sarcină sau polarizare reduce câmpul electric din dielectric în sine. Această proprietate, așa cum am menționat deja, o face un conductor sărac, dar un mediu de stocare bun.
În practică, majoritatea materialelor dielectrice sunt solide. Dar, după cum am menționat deja, aerul uscat este, de asemenea, dielectric, la fel ca și cele mai pure gaze uscate, precum heliu și azot. Acestea au o constantă dielectrică scăzută, în timp ce lucrurile precum oxizii metalici au o constantă ridicată. Materialele cu constante dielectrice moderate includ ceramica, apa distilată, hârtie, mica, polietilenă și sticlă. Pe măsură ce constanta dielectrică crește, densitatea fluxului electric crește (cantitatea totală de sarcină electrică pe suprafață), dar numai dacă toți ceilalți factori rămân neschimbați. Acest lucru permite, la rândul său, obiecte de o dimensiune dată, cum ar fi seturi de plăci metalice, să își mențină sarcina electrică timp îndelungat și / sau să dețină cantități mari de încărcare.
Datorită faptului că constituie un bun material izolant (sau dielectric), oxizii metalici, aerul uscat și vidul sunt adesea utilizate în construcția condensatoarelor cu energie mare, precum și a liniilor de transmisie cu frecvență radio, unde energia electrică este stocată la frecvențe radio.
Am scris multe articole despre constantă dielectrică pentru Space Magazine. Iată un articol despre modul în care funcționează microundele și iată un articol despre testul de top al relativității generale.
Dacă doriți mai multe informații despre constanta dielectrică, consultați aceste articole din Hyperphysics și Web Physics.
Am înregistrat, de asemenea, un întreg episod al distribuției de astronomie despre electromagnetism. Ascultă aici, episodul 103: Electromagnetism.
surse:
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
