ثابت العازل

☰ جدول المحتويات

نبذة تمهيدية
القياس
تطبيقات
- تطبيقات كيميائية
مراجع
مقالات ذات صلة

بعض قيم ثابت العازل عند حرارة الغرفة و1 kHz
المادة	معامل السماحية النسبي $\epsilon _{r}\,$
الألمنيوم (1 kHz)	−1300a (−1300+i1.3×10¹⁴)a
فضة (1 kHz)	−85b (−85+i8×10¹²)b
فراغ	1 (من التعريف)
هواء	1.00054
تيفلون	2.1
بوليثيلين	2.25
بوليسترين	2.4–2.7
دايسلفيد الكربون	2.6
ورق	3.5
بوليمرات كهرونشطة	2–12
أكسيد السيلكون	4.5
خرسانة	4.5
(زجاج)	4.7 (3.7–10)
مطاط	7
ماس	5.5–10
ملح	3–15
جرافيت	10–15
سيلكون	11.68
أمونيا	26–22–20–17 (−80–−40–0–20 °C)
ميثانول	30
فيرفورال	42.0
جليسرول	41.2–47–42.5 (0–20–25 °C)
ماء	88–80.1–55.3–34.5 (0–20–100–200 °C)
حمض الهيدروفلوريك	83.6 (0 °C)
فورميد	84.0 (20 °C)
حمض الكبريتيك	84–100 (20–25 °C)
بيروكسيد الهيدروجين	128 aq–60 (−30–25 °C)
حمض الهيدروسيانيك	158.0–2.3 (0–21 °C)
أكسيد التيتانيوم	86–173
تيتانيوم سترونتيم	310
تيتانيوم باريم	90 nc–1250–10,000 (20–120 °C)
(La,Nb):(Zr,Ti)PbO₃	500–6000
بوليمرات مركبة	1.8-6 حتى 100000

ثابت العازل أو ثابت العزل الكهربائي أو معامل السماحية النسبي (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,ε_r وأحيانا $\kappa$ كما يعرف بالعلاقة:

\varepsilon _{r}={\frac {\varepsilon _{s}}{\varepsilon _{0}}},

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

يعتبر ثابت العازل دالة مركبة معتمدة على التردد $\varepsilon (\omega )/\varepsilon _{0}$ , والتي تعطي قيمة معامل السماحية النسبي لـ $\omega =0$ . 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,ε_r، في المجالات الكهربائية كما يلي:

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

\varepsilon _{r}={\frac {C_{x}}{C_{0}}}.

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 ε_r 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

A Low Cost Integrated Interface for Capacitive Sensors, Ali Heidary, 2010, Thesis, p. 12. (ردمك ). نسخة محفوظة 18 مايو 2017 على موقع واي باك مشين.
King, Ronold W. P. (1963). Fundamental Electromagnetic Theory. New York: Dover. صفحة 139.
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.