Dai un'occhiata a quella toilette in ceramica o lavandino nel tuo bagno. Probabilmente no, ma questo perché questo materiale ha una proprietà che viene spesso trascurata. È un dielettrico, che significa una sostanza che è un cattivo conduttore di elettricità, ma un buon mezzo di immagazzinamento elettrico. Sia che si tratti di ceramica, vetro, aria o persino del vuoto (un altro dielettrico buono), gli scienziati usano quella che viene chiamata Costante Dielettrica, che è il rapporto tra permittività di una sostanza e permittività dello spazio libero. O, in parole povere, il rapporto tra la quantità di energia elettrica immagazzinata in un materiale da una tensione applicata, rispetto a quella immagazzinata nel vuoto.
Confuso? Bene, forse è necessaria una piccola spiegazione per dissipare alcuni dei blocchi tecnici alla comprensione. Innanzitutto, un dielettrico è definito come materiale isolante o conduttore di corrente elettrica molto scarso. Quando i dielettrici sono collocati in un campo elettrico, praticamente non vi scorre corrente perché, a differenza dei metalli, non hanno elettroni liberi o liberi che possono spostarsi attraverso il materiale. Invece, si verifica la polarizzazione elettrica, in cui le cariche positive all'interno del dielettrico vengono spostate minuziosamente nella direzione del campo elettrico e le cariche negative vengono spostate minuziosamente nella direzione opposta al campo elettrico. Questa leggera separazione di carica, o polarizzazione, riduce il campo elettrico all'interno del dielettrico stesso. Questa proprietà, come già accennato, lo rende un cattivo conduttore, ma un buon supporto di memorizzazione.
In pratica, la maggior parte dei materiali dielettrici sono solidi. Ma, come già accennato, anche l'aria secca è dielettrica, così come la maggior parte dei gas puri e secchi come elio e azoto. Questi hanno una bassa costante dielettrica, mentre cose come gli ossidi di metallo hanno un'alta costante. I materiali con costanti dielettriche moderate includono ceramica, acqua distillata, carta, mica, polietilene e vetro. All'aumentare della costante dielettrica, aumenta la densità del flusso elettrico (la quantità totale di carica elettrica per area), ma solo se tutti gli altri fattori rimangono invariati. Ciò a sua volta consente a oggetti di una determinata dimensione, come gruppi di piastre metalliche, di trattenere la carica elettrica per lunghi periodi di tempo e / o di trattenere grandi quantità di carica.
A causa del fatto che costituiscono un buon materiale isolante (o dielettrico), gli ossidi metallici, l'aria secca e il vuoto sono spesso utilizzati nella costruzione di condensatori ad alta energia e linee di trasmissione a radiofrequenza, dove l'energia elettrica è immagazzinata a radiofrequenze.
Abbiamo scritto molti articoli sulla costante dielettrica per Space Magazine. Ecco un articolo su come funzionano le microonde e qui un articolo sul test da tavolo della relatività generale.
Se desideri maggiori informazioni sulla costante dielettrica, consulta questi articoli da Hyperphysics e Web Physics.
Abbiamo anche registrato un intero episodio di Cast di astronomia sull'elettromagnetismo. Ascolta qui, episodio 103: elettromagnetismo.
fonti:
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
