Τι είναι η Επιτρεπτότητα;

Η διαπερατότητα είναι μια ιδιότητα που εμφανίζεται από μια ουσία όπου έχει μια έμφυτη ικανότητα να αντιστέκεται σε ένα επαγόμενο ηλεκτρικό φορτίο μέσα στη δομή της. Αυτό το εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο αναφέρεται γενικά ως πυκνότητα ηλεκτρικής ροής και τα υλικά που αντιστέκονται στο σχηματισμό του πεδίου είναι γνωστά ως διηλεκτρικά ή, συνηθέστερα, μονωτές. Η μέτρηση αυτής της ιδιότητας γίνεται σε μονάδες φαράντ ανά μέτρο ως μέτρηση της ηλεκτρικής χωρητικότητας και η πυκνότητα ηλεκτρικής ροής μετράται σε κουλόμπ ανά τετραγωνικό μέτρο, με ένα κουλόμπ να ορίζεται ως η τιμή του ηλεκτρικού φορτίου που μπορεί να μεταφερθεί σε ένα δεύτερο όπου υπάρχει σταθερό ρεύμα ενός αμπέρ. Οι τιμές ηλεκτρικής διαπερατότητας εκφράζονται επομένως ως λόγος της επιβαλλόμενης πυκνότητας ηλεκτρικής ροής προς την πραγματική ισχύ του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται στο υλικό.

Τα μέτρα αυτής της ιδιότητας ποικίλλουν επίσης ανάλογα με το μέσο και συχνά εκφράζονται ως κενό ή σχετική διαπερατότητα. Η διαπερατότητα κενού είναι μια καθαρή μέτρηση της τιμής σε ελεύθερο ή κενό χώρο και αναφέρεται συχνά ως ηλεκτρική σταθερά ή απόλυτη ή σταθερή διαπερατότητα και έχει μια καθορισμένη τιμή 8.854187 x 10-12 φαράντ ανά μέτρο. Η σχετική διαπερατότητα, από την άλλη πλευρά, είναι η αναπαράσταση της πυκνότητας ηλεκτρικής ροής σε ένα μέσο καθώς συγκρίνεται άμεσα με το ποια θα ήταν αυτή η τιμή στο κενό, όπου η απόλυτη διαπερατότητα είναι απεριόριστη.

Ενώ οι τιμές για τη διαπερατότητα μπορεί συχνά να είναι αρκετά εύκολες στον υπολογισμό, υπάρχουν άλλοι παράγοντες στη φύση που τις επηρεάζουν επίσης και μπορούν να οδηγήσουν σε πολύπλοκη διαπερατότητα. Η δημιουργία αυτής της ιδιότητας συμβαίνει μόνο όταν εφαρμόζεται ηλεκτρικό πεδίο, επομένως το αποτέλεσμα μπορεί συχνά να έχει ποικίλες διαφορές φάσης σε ένα μέσο με βάση το ίδιο το υλικό και τη γωνιακή συχνότητα του ηλεκτρικού πεδίου. Άλλοι παράγοντες όπως η θερμοκρασία μπορούν επίσης να επηρεάσουν τα αποτελέσματα και η σύνθετη διαπερατότητα του νερού είναι ένα παράδειγμα όπου η θερμοκρασία και οι διαλυμένες ουσίες, όπως το αλάτι και άλλα μέταλλα στο θαλασσινό νερό έναντι του γλυκού νερού, μπορούν να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στις τιμές διαπερατότητας. Οι αλλαγές στη διαπερατότητα του θαλασσινού νερού είναι σημαντικές για την κατανόηση των επιπτώσεων που έχει το μέσο στην ανάκλαση της ακτινοβολίας μικροκυμάτων στις παγκόσμιες επικοινωνίες και για την έρευνα στην ατμοσφαιρική επιστήμη.

Στα σύγχρονα ηλεκτρονικά, οι παράγοντες διαπερατότητας είναι σημαντικοί για τη δημιουργία μονωτικών υλικών. Αυτό γίνεται όλο και πιο σημαντικό καθώς τα εξαρτήματα ολοκληρωμένων κυκλωμάτων γίνονται όλο και μικρότερα, σε μοριακή-ατομική κλίμακα. Η διαρροή ρεύματος μεταξύ των τρανζίστορ και άλλων εξαρτημάτων σε σχέδια κυκλωμάτων πολλαπλών επιπέδων μπορεί να υποβαθμίσει το κύκλωμα ή να το εμποδίσει να λειτουργήσει πλήρως. Σε αντίθεση με αυτήν την ανάγκη για αποτελεσματικά διηλεκτρικά, υλικά με ισχυρές τιμές διαπερατότητας είναι χρήσιμα σε πυκνωτές, μνήμη υπολογιστή και άλλες εφαρμογές όπου η ηλεκτρική ενέργεια πρέπει να μεταφέρεται και να αποθηκεύεται αποτελεσματικά.