Pažvelkite į tą keraminį tualetą ar kriauklę savo vonioje. Tikriausiai ne, bet taip yra todėl, kad ši medžiaga turi savybę, į kurią dažnai nepastebima. Tai yra dielektrikas, turintis omenyje medžiagą, kuri blogai laidžia elektros energiją, bet yra gera priemonė saugoti elektrą. Nesvarbu, ar mes kalbame apie keramiką, stiklą, orą ar net vakuumą (dar vieną gerą dielektriką), mokslininkai naudoja tai, kas vadinama dielektrine konstanta, tai yra medžiagos leistinumo ir laisvos vietos leistinumo santykis. Arba, pasaulietis, medžiagoje sukauptos elektros energijos ir panaudotos įtampos santykis, palyginti su vakuume.
Sumišęs? Na, galbūt reikia šiek tiek paaiškinti, kad būtų galima išsklaidyti kai kuriuos techninius kliūtis supratimui. Visų pirma, dielektrikas yra apibrėžiamas kaip izoliacinė medžiaga arba labai blogas elektros srovės laidininkas. Kai dielektrikai įdedami į elektrinį lauką, juose praktiškai nevyksta srovė, nes, priešingai nei metalai, jie neturi laisvai surištų ar laisvų elektronų, kurie gali dreifuoti per medžiagą. Vietoje to, įvyksta elektrinė poliarizacija, kai teigiamieji dielektriko krūviai akimirksniu pasislenka elektrinio lauko kryptimi, o neigiami krūviai smarkiai pasislenka priešinga elektriniam laukui. Šis nedidelis krūvio atskyrimas arba poliarizacija sumažina paties dielektriko elektrinį lauką. Ši savybė, kaip jau minėta, daro ją prastu laidininku, bet gera laikmena.
Praktiškai dauguma dielektrinių medžiagų yra kietos. Tačiau, kaip jau minėta, sausas oras taip pat yra dielektrikas, kaip ir gryniausios sausos dujos, tokios kaip helis ir azotas. Jų dielektrinė konstanta yra maža, tuo tarpu metalų oksidai turi didelę konstantą. Medžiagos su vidutinėmis dielektrinėmis konstantomis yra keramika, distiliuotas vanduo, popierius, žėrutis, polietilenas ir stiklas. Didėjant dielektrinei konstancijai, didėja elektros srauto tankis (bendras elektros krūvio kiekis viename plote), tačiau tik tuo atveju, jei visi kiti veiksniai nesikeičia. Tai savo ruožtu suteikia galimybę tam tikro dydžio daiktams, tokiems kaip metalinių plokščių rinkiniai, ilgą laiką išlaikyti savo elektros krūvį ir (arba) išlaikyti didelius krūvio kiekius.
Kadangi jie sudaro gerą izoliacinę medžiagą (arba dielektriką), metalų oksidai, sausas oras ir vakuumas dažnai naudojami statant didelės energijos kondensatorius ir radijo dažnio perdavimo linijas, kur elektros energija kaupiama radijo dažniais.
Esame parašę daug straipsnių apie dielektrinę konstantą „Space Magazine“. Čia yra straipsnis apie tai, kaip veikia mikrobangos, ir čia yra straipsnis apie bendrojo reliatyvumo testą ant stalo.
Jei norite gauti daugiau informacijos apie dielektrinę konstantą, peržiūrėkite šiuos hiperfizikos ir interneto fizikos straipsnius.
Mes taip pat įrašėme visą epizodą apie astronomiją, kurioje buvo pasakojama apie elektromagnetizmą. Klausykite čia, 103 epizodas: elektromagnetizmas.
Šaltiniai:
http://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric
http://en.wikipedia.org/wiki/Relative_permittivity
http://en.wikipedia.org/wiki/Flux
http://en.wikipedia.org/wiki/Elektrostatinė
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
