Yalıtkanlık sabiti

Elektromanyetizmada yalıtkanlık sabiti veya dielektrik sabiti, bir malzemenin üzerinde yük depolayabilme yeteneğini ölçmeye yarayan katsayı. Başka bir ifade ile yalıtkanlık sabiti, bir elektriksel alanın etkilerinin veya yalıtkan bir ortam tarafından nasıl etkilendiğinin ölçümüdür. Bir ortamın yalıtkanlık sabiti, ortamdaki birim yük başına, elektrik alanının (daha doğru bir ifade ile akının) ne kadar oluştuğudur. Elektrik akısının bulunduğu bir ortamda, birim yük başına düşen yalıtkanlık sabiti, kutuplanma yoğunluğundan dolayı büyük olur. Yalıtkanlık sabiti, elektriksel alınganlık ile doğrudan ilişkilidir. Bu, bir yalıtkanın kutuplanma yoğunluğunun elektriksel alanı karşı tepkisinin ne derece olduğunu ölçer.

SI birimlerinde ε yalıtkanlık sabiti, farad bölü metre'dir (F/m). $\chi _{\text{e}}$ elektriksel alınganlığı boyutsuzdur. Bunlar arasındaki ilişki şöyledir:

\varepsilon =\varepsilon _{\text{r}}\varepsilon _{0}=(1+\chi _{\text{e}})\varepsilon _{0}

Burada; ε_r, herhangi bir malzemenin bağıl yalıtkanlık sabiti ve ε₀, vakum yalıtkanlık sabitidir ve değeri 8,854187817.. × 10⁻¹² F/m'dir.

Vakum yalıtkanlık sabiti

Vakum yalıtkanlık sabiti (ε₀), (ayrıca boş uzayın yalıtkanlık sabiti veya elektrik sabiti olarak da adlandırılır), boş uzayda D/E oranıdır ve Coulomb sabitinde ortaya çıkar. Değeri; k_e = 1/(4πε₀).

İfadesi;^[1]

{\begin{aligned}\varepsilon _{0}&{\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\ {\frac {1}{c_{0}^{2}\mu _{0}}}={\frac {1}{35950207149,4727056\pi }}\ {\frac {\text{F}}{\text{m}}}\approx 8,8541878176\ldots \times 10^{-12}\ {\text{F/m}}\end{aligned}}

Burada:

c₀ ; bir vakumdaki ışık hızı,^[2]

µ₀, vakum yalıtkanlık sabiti.

c₀ ve μ₀ sabitlerinin tam sayısal ifadeleri SI birimlerinde tanımlıdır.^[3]

Bağıl yalıtkanlık sabiti

Bir homojen malzemenin doğrusal yalıtkanlık sabiti, boş uzayda genellikle bağıl yalıtkanlık sabiti (ε_r) olur. Bir anizotropi malzemede bağıl yalıtkanlık sabiti, çiftkırılımlı olduğundan dolayı bir tensör olabilir. Yalıtkanlık sabiti, bağıl yalıtkanlık sabiti (ε_r) ile vakum yalıtkanlık sabitinin (ε₀) çarpımıdır.

\varepsilon =\varepsilon _{\text{r}}\varepsilon _{0}=(1+\chi _{\text{e}})\varepsilon _{0},

χ_e, malzemenin elektriksel alınganlığıdır.

Ayrıca bakınız

Kaynakça

^ "electric constant". 3 Haziran 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Şubat 2013.
^ NIST ve BIPM gibi standart organizasyonların mevcut araştırmasına göre c₀, cden oldukça büyüktür. Bunun deneyi, ISO 31'e uygun olarak vakum ortamında ışık hızı ile yapıldı. 1983'te c sembolü bu amaç için kullanılması resmen tavsiye edildi. NIST Special Publication 330 . 2008 Edition, Appendix 1, sayfa 70 3 Haziran 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.'e bakın.
^ Latest (2010) values of the constants (NIST) 20 Şubat 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (Sabitlerin 2010 itibarıyla en son değerleri).

İlgili Araştırma Makaleleri

Maxwell denklemleri Lorentz kuvveti yasası ile birlikte klasik elektrodinamik, klasik optik ve elektrik devrelerine kaynak oluşturan bir dizi kısmi türevli (diferansiyel) denklemlerden oluşur. Bu alanlar modern elektrik ve haberleşme teknolojilerinin temelini oluşturmaktadır. Maxwell denklemleri elektrik ve manyetik alanların birbirileri, yükler ve akımlar tarafından nasıl değiştirildiği ve üretildiğini açıklamaktadır. Bu denklemler sonra İskoç fizikçi ve matematikçi olan ve 1861-1862 yıllarında bu denklemlerin ilk biçimini yayımlayan James Clerk Maxwell' in ismi ile adlandırılmıştır.

Elektriksel alan, kıvıl alan, elektrik alan veya elektrik alanı, elektriksel yükü veya manyetik alanı çevreleyen uzayın bir özelliği olup, içerisinde bulunan yüklü nesnelere elektriksel güç aracılığı ile etki eder. Kavram fiziğe Michael Faraday tarafından kazandırılmıştır.

Elektriksel potansiyel enerji, bir " $\text{[math]}$ " Elektriksel yük'ünün Elektriksel alan içerisindeki konumuna bağlı olarak depoladığı bir potansiyel enerji çeşididir.

Elektrostatik, duran veya çok yavaş hareket eden elektrik yüklerini inceleyen bir bilim dalıdır.

Kapasite veya diğer adıyla sığa, bir cismin elektrik yükü depo etme yeteneğidir. Elektrikle yüklenebilen her cisim sığa barındırmaktadır. Enerji depolama aracının en yaygın formu paralel levhalı sığaçlardır. Paralel levhalı sığaçta, sığa iletken levhanın yüzey alanıyla doğru orantılıdır ve levhalar arasındaki uzaklığın ayrımıyla da ters orantılıdır. Eğer levhaların yükleri +q ve –q ise ve V levhalar arasındaki voltajı veriyorsa, sığa C şu şekildedir;

\text{[math]}

Boşluğun empedansı elektromanyetikte başta anten hesapları olmak üzere çeşitli hesaplarda kullanılan bir sabittir. MKS sisteminde birimi ohm dur. (Ω).Tanımı;

\text{[math]}

Elektromanyetik alan, Elektrik alanı'ndan ve Manyetik alan'dan meydana gelir.

<span class="mw-page-title-main">Koaksiyel kablo</span> televizyon ve uydu iletişim sistemlerinde kullanılan kablo türü

Koaksiyel kablo radyo frekansta kullanılan bir kablo türüdür. Bu kablonun kesit alanı iç içe dört maddeden meydana gelir. En içte canlı hat, yani sinyali taşıyan hat vardır. Bu uç dielektrik sabiti yüksek bir yalıtkan ile çevrelenmiştir. Yalıtkanın çevresinde iletkenlerden oluşan bir örgü vardır. Bu örgü topraklanmıştır. En dışta ise koruyucu kılıf yer alır. Bu yapı koaksiyel kabloların kendi kalınlığındaki diğer kablolara göre daha elastiki olmalarını sağlar.

Elektromanyetizmada manyetik alınganlık $\text{[math]}$ uygulanan manyetik alana cevap olarak materyalde oluşan manyetizasyon derecesini belirten birimsiz oran sabitidir. Manyetiklenebilirlik ise manyetik moment ve manyetik akı yoğunluğu arasındaki orandır.

Elektromanyetizmada yer değiştirme akımı elektrik yer değiştirme alanının değişim oranıyla tanımlanan bir niceliktir. Yer değiştirme akımının birimi akım yoğunluğu cinsinden ifade edilir. Yer değiştirme akımı gerçek akımlar gibi manyetik alan üretir. Yer değiştirme akımı hareketli yüklerin yarattığı bir elektrik akımı değil; zamana bağlı olarak değişim gösteren elektrik alanıdır. Maddelerde, atomun içerisinde bulunan yüklerin küçük hareketlerinin de buna bir katkısı vardır ki buna dielektrik polarizasyon denir.

Fizikte Planck yükü, Planck birimleri olarak bilinen doğal birimler sisteminde elektriksel yük birimidir ve boyutsuz fiziksel sabit olarak tanımlanır.

<span class="mw-page-title-main">Planck akımı</span>

Fizikte Planck akımı (I_P), Planck birimleri olarak bilinen doğal birimler sisteminde elektrik akımı birimidir.

Planck gerilimi (V_P), Planck birimleri olarak bilinen doğal birimler sisteminde gerilim birimidir.

Planck empedansı (Z_P), Planck birimleri olarak bilinen doğal birimler sisteminde elektrik direnci birimidir. Planck empedansı, doğrudan boşluğun empedansına (Z₀) bağlıdır ve değeri Z₀ bölü 4πdir. Vakum yalıtkanlık sabiti ε₀'ı normalleştirmek için, Planck empedansı yerine Coulomb sabiti (1/(4πε₀)) değil de Planck yükü kullanılır. Böylece Planck empedansı vakumun empedansının karakteristiğini tanımlayabilir.

Planck birimleri, aşağıdaki listede de gösterilen gibi SI tarafından kabul edilen ve yedi temel birimden türetilen fiziksel ölçü birimleridir. Bu yedi fiziksel sabit, eğer türetilen herhangi bir birimin sayısal değeri olarak kullanılırsa değeri 1 birim olur. Planck birimlerinin kuramsal fizikte derin anlamları vardır. Bunlar, fizik yasasının cebirsel ifadelerini, çok kolay biçimde basitleştirirler. Kuantum kütleçekimi gibi birleşik kuramların incelenmesi özel rol oynarlar.

Fizikte çiftlenim sabiti, bir etkileşimde kuvvetin şiddetini belirleyen sabit veya işlevdir. Çiftlenim sabiti g veya $\text{[math]}$ ile gösterilir. Etkileşimin yapısına göre sabit olduğu durumlar olabildiği gibi herhangi bir değişkenin işlevi de olabilir. Siatemi belirleyen işlevler olan Hamilton işlevi veya Lagrange işlevi, genellikle kinetik ve etkileşim kısımları olarak iki kısıma ayrılabilir. Çiftnemim sabiti bir etkileşimin, kinetik kısma göre veya başka bir etkileşime göre şiddeti belirleyen unsurdur. Örnek olarak bir parçacığın elektrik yükü bir çiftlenim sabitidir.

Fiziksel sabit $ε 0$ , yaygın olarak vakum geçirgenliği, serbest uzayın geçirgenliği veya elektrik sabiti olarak adlandırılır. Bu ideal fiziksel sabit klasik vakumun dielektrik sabitinin mutlak değeridir. e0 sabitinin sayısal değeri:

e₀ = 8.854 187 817... × 10^-12 F·m^-1 (metre başına farad).

İnce yapı sabiti ya da Sommerfeld sabiti (genelde $α$ sembolüyle gösterilir), temel yüklü parçacıklar arasındaki elektromanyetik etkileşimim gücünü tanımlayan boyutsuz bir fiziksel sabittir. Temel yüklü bir parçacığın elektromanyetik alanla eşleşmesini ifade eden temel yükle (e) olan ilişkisi $4π ε 0 ħcα = e 2$ formülüyle tanımlanmaktadır. Boyutsuz bir nicelik olduğundan, ölçü sistemi fark etmeksizin sayısal değeri yaklaşık 1/137'dir.

<span class="mw-page-title-main">Doğrusal olmayan optik</span>

Doğrusal olmayan optik ya da nonlineer optik, ışığın doğrusal olmayan sistem ve malzemelerdeki davranışı ile özelliklerini inceleyen optiğin bir alt dalıdır. Bu malzemelerde elektrik alan ( $\text{[math]}$ ) ile polarizasyon yoğunluğu ( $\text{[math]}$ ) arasındaki ilişki doğrusal değildir; bu durum daha çok yüksek genlikte (10⁸ V/m seviyelerinde) ışık veren lazerlerde ve lityum niobat gibi kristal yapılarında görülür. Schwinger sınırından daha kuvvetli alanlarda vakum da doğrusallığını kaybeder. Süperpozisyon prensibi bu malzemeler için geçerli değildir.

Elektromanyetizmada Clausius-Mossotti eşitliği, bir malzemenin bağıl geçirgenliğini o malzemeyi oluşturan atom veya moleküllerin kutuplanabilirliği ile ilişkilendirir. İsmini Ottaviano-Fabrizio Mossotti ve Rudolf Clausius'lerden almaktadır. Eşitlik,

\text{[math]}

Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.