[/caption]הסתכל על האסלה או הכיור הקרמי בחדר האמבטיה שלך. חשבת פעם לעצמך שיש לזה משהו במשותף עם זכוכית, נציץ, פלסטיק, או אפילו אוויר יבש? אי פעם שקלו שזה עשוי להיות שימושי בבניית קבלים. כנראה שלא, אבל זה בגלל שלחומר הזה יש תכונה שלעתים קרובות מתעלמים ממנה. זהו דיאלקטרי, כלומר חומר שהוא מוליך גרוע של חשמל, אבל אמצעי טוב לאחסון חשמל. בין אם אנחנו מדברים על קרמיקה, זכוכית, אוויר או אפילו ואקום (עוד דיאלקטרי טוב), מדענים משתמשים במה שנקרא הקבוע הדיאלקטרי, שהוא היחס בין היתריות של חומר לאפשרות של שטח פנוי. או, במונחים של הדיוט, היחס בין כמות האנרגיה החשמלית המאוחסנת בחומר על ידי מתח מופעל, ביחס לזו המאוחסנת בוואקום.
מְבוּלבָּל? ובכן, אולי יש צורך בהסבר קטן כדי להפיג חלק מהמחסומים הטכניים להבנה. קודם כל, דיאלקטרי מוגדר כחומר מבודד או כמוליך גרוע מאוד של זרם חשמלי. כאשר דיאלקטריים ממוקמים בשדה חשמלי, כמעט ולא זורם בהם זרם מכיוון שבניגוד למתכות, אין להם אלקטרונים קשורים באופן רופף, או חופשיים, שעלולים להיסחף דרך החומר. במקום זאת, מתרחש קיטוב חשמלי, כאשר המטענים החיוביים בתוך הדיאלקטרי נעקרים בדקה לכיוון השדה החשמלי, והמטענים השליליים נעקרים בדקה בכיוון המנוגד לשדה החשמלי. הפרדה קלה זו של מטען, או קיטוב, מפחיתה את השדה החשמלי בתוך הדיאלקטרי עצמו. תכונה זו, כאמור, הופכת אותו למנצח גרוע, אך לאמצעי אחסון טוב.
בפועל, רוב החומרים הדיאלקטריים הם מוצקים. אבל, כפי שכבר הוזכר, אוויר יבש הוא גם דיאלקטרי, כמו רוב הגזים הטהורים והיבשים כמו הליום וחנקן. לאלה יש קבוע דיאלקטרי נמוך, בעוד לדברים כמו תחמוצות מתכת יש קבוע גבוה. חומרים בעלי קבועים דיאלקטריים מתונים כוללים קרמיקה, מים מזוקקים, נייר, נציץ, פוליאתילן וזכוכית. ככל שהקבוע הדיאלקטרי גדל, צפיפות השטף החשמלי עולה (הכמות הכוללת של המטען החשמלי לכל שטח), אך רק אם כל שאר הגורמים נשארים ללא שינוי. זה בתורו מאפשר לחפצים בגודל נתון, כמו סטים של לוחות מתכת, להחזיק את המטען החשמלי שלהם לפרקי זמן ארוכים ו/או להחזיק כמויות גדולות של מטען.
בגלל שהם מהווים חומר מבודד טוב (או דיאלקטרי), תחמוצות מתכת, אוויר יבש ווואקום משמשים לעתים קרובות בבניית קבלים בעלי אנרגיה גבוהה וכן קווי תמסורת בתדר רדיו, שבהם אנרגיה חשמלית מאוחסנת בתדרי רדיו.
כתבנו מאמרים רבים על הקבוע הדיאלקטרי עבור היקום היום. הנה מאמר על איך מיקרוגלים עובדים , והנה מאמר על ה מבחן שולחן של תורת היחסות הכללית .
אם תרצה מידע נוסף על קבוע דיאלקטרי, עיין במאמרים אלה היפרפיסיקה ו פיזיקת רשת .
הקלטנו גם פרק שלם של Cast Astronomy Cast הכל על אלקטרומגנטיות. תקשיב 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/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