ثابت العازل

ثابت العازل أو ثابت العزل الكهربائي أو معامل السماحية النسبي (بالإنجليزية: relative static permittivity)‏ لمادة تحت ظروف ما هو مقياس لمدى قدرتها على تركيز خطوط المجال الكهروستاتيكية.[1][2][3] يمكن اعتباره نسبة الطاقة الكهربائية المخزونة عند تطبيق جهد إلى تلك السماحية في الفراغ. ويرمز له بالرمز,εr وأحيانا كما يعرف بالعلاقة:

بعض قيم ثابت العازل عند حرارة الغرفة و1 kHz
المادةمعامل السماحية النسبي
الألمنيوم
(1 kHz)
−1300a
(−1300+i1.3×1014)a
فضة
(1 kHz)
−85b
(−85+i8×1012)b
فراغ1 (من التعريف)
هواء1.00054
تيفلون2.1
بوليثيلين2.25
بوليسترين2.4–2.7
دايسلفيد الكربون2.6
ورق3.5
بوليمرات كهرونشطة2–12
أكسيد السيلكون4.5
خرسانة4.5
(زجاج)4.7 (3.7–10)
مطاط7
ماس5.5–10
ملح3–15
جرافيت10–15
سيلكون11.68
أمونيا26–22–20–17
(−80–−40–0–20 °C)
ميثانول30
فيرفورال42.0
جليسرول41.2–47–42.5
(0–20–25 °C)
ماء88–80.1–55.3–34.5
(0–20–100–200 °C)
حمض الهيدروفلوريك83.6 (0 °C)
فورميد84.0 (20 °C)
حمض الكبريتيك84–100
(20–25 °C)
بيروكسيد الهيدروجين128 aq–60
(−30–25 °C)
حمض الهيدروسيانيك158.0–2.3
(0–21 °C)
أكسيد التيتانيوم86–173
تيتانيوم سترونتيم310
تيتانيوم باريم90 nc–1250–10,000
(20–120 °C)
(La,Nb):(Zr,Ti)PbO3500–6000
بوليمرات مركبة1.8-6 حتى 100000

حيث εs ثابت العازل للمادة و, ε0 هو سماحية الفراغ.

يعتبر ثابت العازل دالة مركبة معتمدة على التردد , والتي تعطي قيمة معامل السماحية النسبي لـ . في الحقيقة لم يعد مصطلح ثابت العازل مستخدما كثيرا لأنه يحمل المعنى التقليدي للعازلية لأنه أصبح معتمدا على التردد.

القياس

يمكن قياس معامل السماحية النسبي,εr، في المجالات الكهربائية كما يلي:

  • يتم في البدء قياس سعة مكثف الفحص, C0، في الفراغ (بين الصفيحتين).
  • بعدها تقاس سعة المكثف 'Cx عند وجود عازل بين الصفيحتين.
  • يتم استخلاص ثابت العازل بالقانون التالي:

تطبيقات

يعتبر ثابت العازل عنصرا هاما في تصميم المتسعات, ومعرفة خواص المواد التي يمكن أن ينشأ عنها سعة. كما يمكن تصنيع مكثفات أو متسعات بأحجام أصغر باستعمال مواد ذات ثابت عازلية كبير كما هو الحال في الإلكترونيات ولوحات الدوائر المطبوعة. تصمم العوازل أيضا وفقا لثوابت العازلية لها فمثلا يستعمل البوليثيلين في الكابل المحوري بين الموصل المركزي والشبكة المحيطة. مثال اخر هو الألياف البصرية حيث يتم تصميمها بعناية فائقة وقيم دقيقة لـ εr على طو المقطع وذلك للتحكم في معامل الانكسار.

تطبيقات كيميائية

يعد معامل السماحية مقياسا نسبيا لقطبية المذيب في الكيمياء فمثلا الماء ذو القطبية العالية جدا له معامل سماحية 80.10 عند درجة حرارة 20 درجة مئوية بينما n-هكسان ذو قطبية منعدمة جدا له معامل نسبي 1.89 عند نفس الدرجة. لهذه المعلومات دور هام في عمليات أخذ العينات ووتقنيات الفصل.

مراجع

  1. A Low Cost Integrated Interface for Capacitive Sensors, Ali Heidary, 2010, Thesis, p. 12. (ردمك 9789461130136). نسخة محفوظة 18 مايو 2017 على موقع واي باك مشين.
  2. King, Ronold W. P. (1963)، Fundamental Electromagnetic Theory، New York: Dover، ص. 139.
  3. Costa, F.؛ Amabile, C.؛ Monorchio, A.؛ Prati, E. (2011)، "Waveguide Dielectric Permittivity Measurement Technique Based on Resonant FSS Filters"، IEEE Microwave and Wireless Components Letters، 21 (5): 273، doi:10.1109/LMWC.2011.2122303.

انظر أيضا

  • بوابة كهرباء
  • بوابة الفيزياء
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.