Se på den keramiske toilette eller vasken i dit badeværelse. Sandsynligvis ikke, men det er fordi dette materiale har en egenskab, der ofte overses. Det er et dielektrikum, hvilket betyder et stof, der er en dårlig leder af elektricitet, men et godt middel til elektrisk opbevaring. Uanset om vi taler om keramik, glas, luft eller endda vakuum (en anden god dielektrik), bruger forskere, hvad der kaldes Dielectric Constant, som er forholdet mellem et stofs permittivitet og permittiviteten for frit rum. Eller set i lægmandsforhold forholdet mellem mængden af elektrisk energi, der er lagret i et materiale med en påtrykt spænding, i forhold til den, der er gemt i et vakuum.
Forvirret? Nå, måske er det nødvendigt med en lille forklaring for at fjerne nogle af de tekniske vejspærringer til forståelse. Først og fremmest defineres et dielektrikum som et isolerende materiale eller en meget dårlig leder af elektrisk strøm. Når dielektrik placeres i et elektrisk felt, strømmer praktisk talt ingen strøm i dem, fordi de i modsætning til metaller ikke har nogen løst bundne eller frie elektroner, der kan drive gennem materialet. I stedet for foregår elektrisk polarisering, hvor de positive ladninger inden i dielektrikken forskydes kort i retning af det elektriske felt, og de negative ladninger forskydes kort i retning modsat det elektriske felt. Denne lette adskillelse af ladning eller polarisering reducerer det elektriske felt inden i selve dielektrikken. Denne egenskab gør det som allerede nævnt til en dårlig leder, men et godt opbevaringsmedium.
I praksis er de fleste dielektriske materialer faste. Men som allerede nævnt er tør luft også dielektrisk, ligesom de fleste rene, tørre gasser som helium og nitrogen. Disse har en lav dielektrisk konstant, mens ting som metaloxider har en høj konstant. Materialer med moderat dielektrisk konstant inkluderer keramik, destilleret vand, papir, glimmer, polyethylen og glas. Når den dielektriske konstant stiger, øges den elektriske strømningstæthed (den samlede mængde elektrisk ladning pr. Område), men kun hvis alle andre faktorer forbliver uændrede. Dette giver på sin side genstande af en given størrelse, såsom sæt metalplader, mulighed for at holde deres elektriske ladning i lange perioder og / eller at holde store mængder af opladning.
På grund af de udgør godt isoleringsmateriale (eller dielektrisk) bruges metaloxider, tør luft og vakuum ofte til konstruktion af højenergikondensatorer samt radiofrekvente transmissionsledninger, hvor elektrisk energi opbevares ved radiofrekvenser.
Vi har skrevet mange artikler om den dielektriske konstant for Space Magazine. Her er en artikel om, hvordan mikrobølger fungerer, og her er en artikel om bordtesten af generel relativitet.
Hvis du vil have mere information om dielektrisk konstant, kan du tjekke disse artikler fra Hyperphysics og Web Physics.
Vi har også optaget en hel episode af Astronomy Cast alt om elektromagnetisme. Lyt her, afsnit 103: Elektromagnetisme.
Kilder:
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
