Hãy nhìn vào nhà vệ sinh bằng gốm hoặc bồn rửa trong phòng tắm của bạn. Có lẽ là không, nhưng đó là vì tài liệu này có một tài sản thường bị bỏ qua. Nó là một chất điện môi, có nghĩa là một chất dẫn điện kém, nhưng là một phương tiện lưu trữ điện tốt. Cho dù chúng ta đang nói về gốm, thủy tinh, không khí hoặc thậm chí là chân không (một loại điện môi tốt khác), các nhà khoa học sử dụng cái gọi là Hằng số điện môi, là tỷ lệ cho phép của một chất so với độ thấm của không gian tự do. Hoặc, theo thuật ngữ layman, tỷ lệ của năng lượng điện được lưu trữ trong vật liệu bằng điện áp ứng dụng, so với năng lượng được lưu trữ trong chân không.
Bối rối? Vâng, có lẽ một lời giải thích nhỏ là cần thiết để xua tan một số rào cản kỹ thuật để hiểu. Trước hết, một chất điện môi được định nghĩa là vật liệu cách điện hoặc chất dẫn điện rất kém. Khi điện môi được đặt trong điện trường, thực tế không có dòng điện chạy trong chúng bởi vì, không giống như kim loại, chúng không có các electron liên kết lỏng lẻo hoặc tự do có thể trôi qua vật liệu. Thay vào đó, sự phân cực điện xảy ra, trong đó các điện tích dương trong chất điện môi bị dịch chuyển dần theo hướng của điện trường và các điện tích âm được dịch chuyển theo hướng ngược lại với điện trường. Sự phân tách điện tích nhẹ hoặc phân cực này làm giảm điện trường trong chính chất điện môi. Tài sản này, như đã đề cập, làm cho nó trở thành một dây dẫn kém, nhưng là một phương tiện lưu trữ tốt.
Trong thực tế, hầu hết các vật liệu điện môi là rắn. Nhưng, như đã đề cập, không khí khô cũng là chất điện môi, như hầu hết các loại khí khô, tinh khiết như helium và nitơ. Chúng có hằng số điện môi thấp, trong khi những thứ như oxit kim loại có hằng số cao. Các vật liệu có hằng số điện môi vừa phải bao gồm gốm sứ, nước cất, giấy, mica, polyetylen và thủy tinh. Khi hằng số điện môi tăng, mật độ từ thông điện tăng (tổng lượng điện tích trên một khu vực), nhưng chỉ khi tất cả các yếu tố khác không thay đổi. Điều này lần lượt cho phép các vật thể có kích thước nhất định, chẳng hạn như bộ các tấm kim loại, giữ điện tích của chúng trong thời gian dài và / hoặc giữ một lượng điện tích lớn.
Do chúng tạo thành vật liệu cách điện tốt (hoặc điện môi), oxit kim loại, không khí khô và chân không thường được sử dụng trong việc chế tạo các tụ điện năng lượng cao cũng như các đường truyền tần số vô tuyến, nơi năng lượng điện được lưu trữ ở tần số vô tuyến.
Chúng tôi đã viết nhiều bài viết về hằng số điện môi cho Tạp chí Vũ trụ. Ở đây, một bài viết về cách thức hoạt động của lò vi sóng, và ở đây, một bài viết về bài kiểm tra tương đối hàng đầu của bảng.
Nếu bạn thích thêm thông tin về hằng số điện môi, hãy xem các bài viết này từ Hyperphysics và Web Vật lý.
Chúng tôi cũng đã ghi lại toàn bộ tập phim Thiên văn học đúc tất cả về Điện từ. Nghe ở đây, Tập 103: Điện từ.
Nguồn:
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/sDefDef/0,,sid183_gci546287,00.html
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/162630/dielectric
