Vaadake seda vannitoas olevat keraamilist tualetti või kraanikaussi. Tõenäoliselt mitte, kuid selle põhjuseks on asjaolu, et sellel materjalil on omadus, mida sageli kahe silma vahele jäetakse. See on dielektrik, mis tähendab ainet, mis on nõrk elektrijuht, kuid hea vahend elektrisalvestuseks. Kas me räägime keraamikast, klaasist, õhust või isegi vaakumist (veel üks hea dielektrik), kasutavad teadlased nn dielektrilist konstanti, mis on aine lubatavuse ja vaba ruumi lubatavuse suhe. Või võhikute kaupa öeldes - materjalile salvestatud elektrienergia koguse suhe rakendatud pinge ja vaakumis talletatud energia suhtega.
Segaduses? Noh, võib-olla on vaja natuke selgitust, et hajutada tehnilisi takistusi mõistmiseks. Esiteks on dielektrik määratletud kui isoleermaterjal või väga nõrk elektrivoolujuht. Kui dielektrikud paigutatakse elektriväljasse, ei voola neis praktiliselt voolu, sest erinevalt metallidest pole neil vabalt seotud või vabu elektrone, mis võivad materjalist läbi triivida. Selle asemel toimub elektriline polarisatsioon, kus dielektriku sisesed positiivsed laengud nihkuvad minimeeritult elektrivälja suunas ja negatiivsed laengud nihkuvad minimeeritult elektrivälja vastassuunas. See laengu kerge eraldamine ehk polariseerumine vähendab elektrivälja dielektriku enda sees. See omadus, nagu juba mainitud, teeb sellest kehva juhi, kuid hea salvestuskandja.
Praktikas on enamik dielektrilisi materjale tahked. Kuid nagu juba mainitud, on ka kuiv õhk dielektriline, nagu ka enamus puhaste kuivade gaaside, näiteks heeliumi ja lämmastiku jaoks. Neil on madal dielektriline konstant, samas kui näiteks metalloksiididel on kõrge konstant. Mõõdukate dielektriliste konstantidega materjalide hulka kuuluvad keraamika, destilleeritud vesi, paber, vilgukivi, polüetüleen ja klaas. Dielektrilise konstandi suurenedes suureneb elektrivoolu tihedus (elektrilaengu koguhulk piirkonna kohta), kuid ainult siis, kui kõik muud tegurid jäävad muutumatuks. See omakorda võimaldab etteantud suurusega objektidel, nagu näiteks metallplaatide komplektid, hoida oma elektrilaengut pikka aega ja / või hoida suures koguses laenguid.
Kuna need on hea isoleermaterjal (või dielektrilised), kasutatakse metallioksiide, kuiva õhku ja vaakumit sageli suure energiatarbega kondensaatorite ja raadiosageduslike ülekandeliinide ehitamisel, kus elektrienergiat hoitakse raadiosagedustel.
Oleme ajakirja Space jaoks kirjutanud palju artikleid dielektrilise konstandi kohta. Siin on artikkel selle kohta, kuidas mikrolained toimivad, ja siin on artikkel üldrelatiivsuse lauaplaadi testi kohta.
Kui soovite dielektrilise konstandi kohta lisateavet, lugege neid hüperfüüsika ja veebifüüsika artikleid.
Samuti oleme salvestanud terve episoodi astronoomiast, kus on juttu kõigest elektromagnetilisusest. Kuulake siin, episood 103: elektromagnetism.
Allikad:
http://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric
http://en.wikipedia.org/wiki/Relative_permittivity
http://en.wikipedia.org/wiki/Flux
http://en.wikipedia.org/wiki/Elektrostaatika
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
