Što je permitivnost?

Permitivnost je svojstvo koje pokazuje tvar gdje ima urođenu sposobnost oduprijeti se induciranom električnom naboju unutar svoje strukture. Ovo vanjsko električno polje općenito se naziva gustoća električnog toka, a materijali koji se opiru stvaranju polja poznati su kao dielektrici ili, češće, izolatori. Mjerenje ovog svojstva vrši se u jedinicama farada po metru kao mjerenje električnog kapaciteta, a gustoća električnog toka mjeri se u kulonima po kvadratnom metru, pri čemu se kulon definira kao vrijednost električnog naboja koji se može prenijeti u jednom drugo gdje postoji stalna struja od jednog ampera. Vrijednosti električne permitivnosti stoga se izražavaju kao omjer nametnute gustoće električnog toka naspram stvarne jakosti električnog polja koje se stvara u materijalu.

Mjere ovog svojstva također variraju ovisno o mediju i često se izražavaju kao vakuum ili relativna permitivnost. Permitivnost vakuuma je čisto mjerenje vrijednosti u slobodnom ili praznom prostoru, a često se naziva električna konstanta ili apsolutna ili konstantna permitivnost i ima utvrđenu vrijednost od 8.854187 x 10-12 farada po metru. Relativna permitivnost je, s druge strane, prikaz gustoće električnog toka u mediju jer se izravno uspoređuje s onim što bi ta vrijednost bila u vakuumu, gdje je apsolutna permitivnost neograničena.

Iako se vrijednosti permitivnosti često mogu prilično jednostavno izračunati, postoje i drugi čimbenici u prirodi koji također utječu na njih i mogu rezultirati složenom permitivnošću. Generiranje ovog svojstva događa se samo kada se primjenjuje električno polje, tako da rezultat često može imati različite fazne razlike u mediju na temelju samog materijala i kutne frekvencije električnog polja. Drugi čimbenici poput temperature također mogu utjecati na rezultate, a kompleksna permitivnost vode jedan je primjer gdje temperatura i otopljene tvari kao što su sol i drugi minerali u morskoj vodi u odnosu na slatku vodu mogu imati značajan utjecaj na vrijednosti permitivnosti. Promjene permitivnosti morske vode važne su za razumijevanje učinaka koje medij ima na reflektiranje mikrovalnog zračenja u globalnim komunikacijama i za istraživanje atmosferske znanosti.

U modernoj elektronici faktori permitivnosti su važni u stvaranju izolacijskih materijala. To postaje sve važnije kako komponente integriranog kruga postaju sve manje i manje, sve do molekularno-atomske skale. Propuštanje struje kroz tranzistore i druge komponente u višeslojnim konstrukcijama sklopova može degradirati krug ili ga spriječiti da u potpunosti funkcionira. Za razliku od ove potrebe za učinkovitim dielektricima, materijali s jakim vrijednostima permitivnosti korisni su u kondenzatorima, računalnoj memoriji i drugim aplikacijama gdje se električna energija mora učinkovito prenositi i pohranjivati.