Apskatiet šo keramikas tualeti vai izlietni savā vannas istabā. Droši vien nē, bet tas ir tāpēc, ka šim materiālam ir īpašība, kas bieži tiek aizmirsta. Tas ir dielektrisks, ar to saprotot vielu, kas ir slikta elektroenerģijas vadītāja, bet ir labs līdzeklis elektriskās uzglabāšanas nodrošināšanai. Neatkarīgi no tā, vai mēs runājam par keramiku, stiklu, gaisu vai pat vakuumu (vēl vienu labu dielektriku), zinātnieki izmanto to, ko sauc par dielektrisko konstanti, kas ir vielas caurlaidības attiecība pret brīvas vietas caurlaidību. Vai, nespeciālistu izteiksmē, materiālā glabātās elektriskās enerģijas daudzuma attiecība ar pielietoto spriegumu attiecībā pret vakuumā uzkrāto.
Apjucis? Varbūt ir nepieciešams neliels skaidrojums, lai kliedētu dažus tehniskos šķēršļus izpratnei. Pirmkārt, dielektriku definē kā izolācijas materiālu vai ļoti sliktu elektriskās strāvas vadītāju. Kad dielektriķi novieto elektriskajā laukā, tajos praktiski neplūst strāva, jo atšķirībā no metāliem tiem nav brīvi piesaistītu vai brīvu elektronu, kas var dreifēt caur materiālu. Tā vietā notiek elektriskā polarizācija, kurā pozitīvie lādiņi dielektrikā tiek precīzi nobīdīti elektriskā lauka virzienā, un negatīvie lādiņi tiek sīki pārvietoti virzienā, kas ir pretējs elektriskajam laukam. Šī neliela lādiņa atdalīšana jeb polarizācija samazina elektrisko lauku pašā dielektrikā. Šis īpašums, kā jau minēts, padara to par sliktu vadītāju, bet par labu datu nesēju.
Praksē vairums dielektrisko materiālu ir cieti. Bet, kā jau minēts, sausais gaiss ir arī dielektrisks, tāpat kā vairums tīru, sausu gāzu, piemēram, hēlija un slāpekļa. Tiem ir zema dielektriskā konstante, savukārt tādām lietām kā metāla oksīdiem ir augsta konstante. Materiāli ar mērenām dielektriskajām konstantēm ir keramika, destilēts ūdens, papīrs, vizla, polietilēns un stikls. Palielinoties dielektriskajai konstantei, palielinās elektriskās plūsmas blīvums (kopējais elektriskās lādiņa daudzums uz laukumu), bet tikai tad, ja visi pārējie faktori paliek nemainīgi. Tas savukārt dod iespēju noteikta lieluma objektiem, piemēram, metāla plākšņu komplektiem, ilgstoši noturēt elektrisko lādiņu un / vai turēt lielu daudzumu lādiņu.
Tā kā tie veido labu (vai dielektrisku) izolācijas materiālu, metāla oksīdus, sausu gaisu un vakuumu bieži izmanto augstas enerģijas kondensatoru, kā arī radiofrekvenču pārvades līniju būvniecībā, kur elektriskā enerģija tiek glabāta radiofrekvencēs.
Mēs esam uzrakstījuši daudzus rakstus par dielektrisko konstanti Space Magazine. Šis ir raksts par to, kā darbojas mikroviļņi, un šeit ir raksts par vispārējās relativitātes pārbaudi uz galda.
Ja vēlaties iegūt vairāk informācijas par dielektrisko konstanti, skatiet šos rakstus no hiperfizikas un tīmekļa fizikas.
Mēs esam ierakstījuši arī veselu astronomijas epizodi, kurā ir runāts par elektromagnētismu. Klausieties šeit, 103. epizode: Elektromagnētisms.
Avoti:
http://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric
http://en.wikipedia.org/wiki/Relative_permittivity
http://en.wikipedia.org/wiki/Flux
http://en.wikipedia.org/wiki/Elektrostatiķis
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
