התבונן בשירותים הקרמיקה או בכיור בחדר האמבטיה שלך. כנראה שלא, אבל הסיבה לכך היא שלחומר הזה יש מאפיין שלעתים קרובות אנו מתעלמים ממנו. זהו דיאלקטרי, כלומר חומר שהוא מוליך חשמל לקוי, אך אמצעי טוב לאחסון חשמל. בין אם מדובר על קרמיקה, זכוכית, אוויר, או אפילו ואקום (דיאלקטרי טוב אחר), מדענים משתמשים במה שנקרא הקבוע הדיאלקטרי, שהוא היחס בין פרמיטיביות של חומר ליתר המרחב החופשי. או במונחים של הדיוט, היחס בין כמות האנרגיה החשמלית המאוחסנת בחומר על ידי מתח מופעל, ביחס לזה שנאגר בוואקום.
מבולבלים? ובכן, אולי יש צורך בהסבר קטן בכדי להפיג כמה מהמחסומים הטכניים להבנה. ראשית, דיאלקטרי מוגדר כחומר מבודד או כמוליך גרוע של זרם חשמלי מאוד. כאשר הדיאלקטריקה ממוקמת בשדה חשמלי, כמעט אף זרם אינו זורם בהם מכיוון שבניגוד למתכות, אין להם אלקטרונים כבולים, או חופשיים, שעשויים להיסחף בחומר. במקום זאת, קיטוב חשמלי מתרחש, כאשר המטענים החיוביים בתוך הדיאלקטרי נעקרים דקה לכיוון השדה החשמלי, והמטענים השליליים נעקרים דקה בכיוון ההפוך לשדה החשמלי. הפרדת מטען קלה זו, או קיטוב, מקטינה את השדה החשמלי בתוך הדיאלקטרי עצמו. נכס זה, כאמור, הופך אותו למוליך גרוע, אך אמצעי אחסון טוב.
בפועל, רוב החומרים הדיאלקטריים הם מוצקים. אולם, כאמור, אוויר יבש הוא גם דיאלקטרי, וכך גם גזים יבשים וטהורים כמו הליום וחנקן. אלה בעלי קבוע דיאלקטרי נמוך, ואילו לדברים כמו תחמוצות מתכתיות יש קבוע גבוה. חומרים עם קבועים דיאלקטריים מתונים כוללים קרמיקה, מים מזוקקים, נייר, נציץ, פוליאתילן וזכוכית. ככל שהקבוע הדיאלקטרי עולה, צפיפות השטף החשמלי עולה (הכמות הכוללת של המטען החשמלי לאזור), אך רק אם כל שאר הגורמים נשארים ללא שינוי. זה בתורו מאפשר לחפצים בגודל נתון, כמו קבוצות של לוחות מתכת, להחזיק את המטען החשמלי שלהם לפרקי זמן ארוכים ו / או להחזיק כמויות גדולות של מטען.
מכיוון שהם מהווים חומר בידוד טוב (או דיאלקטרי), תחמוצות מתכת, אוויר יבש ואקום משמשים לרוב בבניית קבלים בעלי אנרגיה גבוהה כמו גם קווי הילוכים בתדרים רדיו, שבהם מאוחסנים אנרגיה חשמלית בתדרי רדיו.
כתבנו מאמרים רבים על הקבוע הדיאלקטרי עבור מגזין החלל. להלן מאמר על אופן עבודת מיקרוגלים, והנה מאמר העוסק במבחן השולחן של היחסות הכללית.
אם תרצה לקבל מידע נוסף על קבוע דיאלקטרי, עיין במאמרים אלה מהיפרפיסיקה ופיזיקת רשת.
הקלטנו גם פרק שלם של אסטרונומיה יצוק שכולל אלקטרומגנטיות. האזינו כאן, פרק 103: אלקטרומגנטיות.
מקורות:
http://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric
http://en.wikipedia.org/wiki/ Relative_permittivity
http://en.wikipedia.org/wiki/Flux
http://en.wikipedia.org/wiki/ אלקטרוסטטי
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
