ألق نظرة على تلك المراحيض الخزفية أو اغسلها في حمامك. ربما لا ، ولكن هذا لأن هذه المادة لها خاصية غالبًا ما يتم تجاهلها. إنه عازل ، وهذا يعني مادة موصل جيد للكهرباء ، ولكن وسيلة جيدة للتخزين الكهربائي. سواء كنا نتحدث عن السيراميك أو الزجاج أو الهواء أو حتى الفراغ (عازل جيد آخر) ، يستخدم العلماء ما يسمى ثابت العزل الكهربائي ، وهو نسبة السماحية للمادة إلى السماحية في الفضاء الحر. أو ، من منظور المواطن العادي ، نسبة كمية الطاقة الكهربائية المخزنة في مادة ما بفولطية مطبقة ، نسبة إلى تلك المخزنة في فراغ.
مشوش؟ حسنًا ، ربما يكون هناك القليل من التفسير ضروريًا لتبديد بعض الحواجز التقنية لفهمها. بادئ ذي بدء ، يتم تعريف العازل على أنه مادة عازلة أو موصل فقير جدًا للتيار الكهربائي. عندما توضع العوازل في مجال كهربائي ، لا يتدفق فيها تيارًا عمليًا لأنه ، على عكس المعادن ، ليس لديها إلكترونات فضفاضة ، أو حرة ، قد تنجرف عبر المادة. بدلاً من ذلك ، يحدث الاستقطاب الكهربائي ، حيث يتم إزاحة الشحنات الموجبة داخل العازل بشكل دقيق في اتجاه المجال الكهربائي ، ويتم إزاحة الشحنات السلبية بدقة في الاتجاه المعاكس للحقل الكهربائي. هذا الفصل الطفيف للشحنة ، أو الاستقطاب ، يقلل من المجال الكهربائي داخل العازل نفسه. هذه الخاصية ، كما ذكرنا سابقًا ، تجعلها موصل فقير ، ولكنها وسيلة تخزين جيدة.
في الممارسة العملية ، تكون معظم المواد العازلة صلبة. ولكن ، كما سبق ذكره ، فإن الهواء الجاف عازل أيضًا ، مثل معظم الغازات النقية والجافة مثل الهيليوم والنيتروجين. هذه لها ثابت عازل منخفض ، في حين أن أشياء مثل أكاسيد المعادن لها ثابت مرتفع. تشمل المواد ذات الثوابت العازلة المعتدلة السيراميك والماء المقطر والورق والميكا والبولي إيثيلين والزجاج. مع زيادة ثابت العزل الكهربائي ، تزداد كثافة التدفق الكهربائي (إجمالي كمية الشحنة الكهربائية لكل منطقة) ، ولكن فقط إذا بقيت جميع العوامل الأخرى دون تغيير. وهذا بدوره يمكن الأشياء من حجم معين ، مثل مجموعات الألواح المعدنية ، من الاحتفاظ بشحناتها الكهربائية لفترات طويلة من الزمن ، و / أو الاحتفاظ بكميات كبيرة من الشحنة.
نظرًا لأنها تشكل مادة عازلة جيدة (أو عازلة) ، غالبًا ما تستخدم أكاسيد المعادن والهواء الجاف والفراغ في بناء المكثفات عالية الطاقة وكذلك خطوط نقل الترددات الراديوية ، حيث يتم تخزين الطاقة الكهربائية في الترددات اللاسلكية.
لقد كتبنا العديد من المقالات حول ثابت العزل لمجلة الفضاء. إليك مقالة حول كيفية عمل الموجات الدقيقة ، وإليك مقال حول اختبار النسبية العامة.
إذا كنت ترغب في مزيد من المعلومات حول ثابت العزل الكهربائي ، فراجع هذه المقالات من Hyperphysics و Web Physics.
لقد سجلنا أيضًا حلقة كاملة من إلقاء علم الفلك حول الكهرومغناطيسية. استمع هنا ، الحلقة 103: الكهرومغناطيسية.
مصادر:
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
