ta en titt på den keramiska Toiletten eller sjunka i ditt badrum. Har du någonsin tänkt på dig själv att det har något gemensamt med glas, glimmer, plast eller till och med torr luft? Någonsin anser att det kan vara användbart i byggandet av kondensatorer. Förmodligen inte, men det beror på att detta material har en egenskap som ofta förbises. Det är en dielektrisk, vilket betyder ett ämne som är en dålig ledare av el, men ett bra sätt att lagra el., Oavsett om vi pratar om keramik, glas, luft eller till och med vakuum (en annan bra dielektrisk), använder forskare det som kallas dielektrisk konstant, vilket är förhållandet mellan ett ämnes permittivitet och permittiviteten hos ledigt utrymme. Eller, i lekmanns termer, förhållandet mellan mängden elektrisk energi som lagras i ett material med en applicerad spänning, i förhållande till den som lagras i ett vakuum.
förvirrad? Tja, kanske en liten förklaring är nödvändig för att skingra några av de tekniska vägspärrarna för att förstå., Först och främst definieras en dielektrisk som ett isolerande material eller en mycket dålig ledare av elektrisk ström. När dielektrikum placeras i ett elektriskt fält strömmar praktiskt taget ingen ström i dem eftersom de, till skillnad från metaller, inte har några löst bundna eller fria elektroner som kan glida genom materialet. Istället uppstår elektrisk polarisering, där de positiva laddningarna inom dielektriken förskjuts minutiöst i riktning mot det elektriska fältet och de negativa laddningarna förskjuts minutiöst i motsatt riktning mot det elektriska fältet., Denna lilla separation av laddning eller polarisering minskar det elektriska fältet inom själva dielektriken. Den här egenskapen, som redan nämnts, gör den till en dålig ledare, men ett bra lagringsmedium.
i praktiken är de flesta dielektriska material fasta. Men som redan nämnts är torr luft också dielektrisk, liksom de flesta rena, torra gaser som helium och kväve. Dessa har en låg dielektrisk konstant, medan saker som metalloxider har en hög konstant. Material med måttliga dielektriska konstanter inkluderar keramik, destillerat vatten, papper, glimmer, polyeten och glas., När den dielektriska konstanten ökar ökar den elektriska flödestätheten (den totala mängden elektrisk laddning per område), men endast om alla andra faktorer förblir oförändrade. Detta gör det i sin tur möjligt för föremål av en viss storlek, såsom uppsättningar av metallplattor, att hålla sin elektriska laddning under långa tidsperioder och/eller att hålla stora mängder laddning.,
på grund av att de utgör bra isolerande material (eller dielektriska) används metalloxider, torr luft och vakuum ofta vid konstruktion av högenergikondensatorer samt radiofrekvensöverföringsledningar, där elektrisk energi lagras vid radiofrekvenser.
Vi har skrivit många artiklar om den dielektriska konstanten för universum idag. Här är en artikel om hur mikrovågor fungerar, och här är en artikel om bordsskivan av allmän relativitet.
om du vill ha mer information om dielektrisk konstant, kolla in dessa artiklar från Hyperfysik och Webbfysik.,
Vi har också spelat in en hel episod av astronomi Cast allt om elektromagnetism. Lyssna här, avsnitt 103: elektromagnetism.