Constant dielèctrica

La constant dielèctrica o permitividad relativa (${\epsilon }_r$) és una propietat macroscòpica dels materials (mig continu) relacionada en la permitividad elèctrica del mig. És dir, oferix informació sobre cóm el material reacciona en presència d'un camp elèctric. Es definix com la permitividad del mig dividida per la permitividad del buit, ${\epsilon }_0$:

${\epsilon }_r=\epsilon /{\epsilon }_0$

En comparació a la velocitat de la llum, la velocitat de les ones electromagnètiques en un dielèctric és:

$u=\frac{c}{\sqrt{{\epsilon }_r{\mu }_r}}$

Símbol	Nom
$c$	Velocitat de la llum del buit
$u$	Velocitat
${\epsilon }_r$	Permitividad relativa
${\mu }_r$	Permeabilidad magnètica relativa

El nom prové dels materials dielèctrics, que són materials aïllants, no conductors per baix d'una certa tensió elèctrica cridada tensió de ruptura. L'efecte de la constant dielèctrica es manifesta en la capacitat total d'un condensador elèctric. Quan entre els conductors carregats o plaques que ho formen s'inserta un material dielèctric diferent de l'aire (que la seua permitividad és pràcticament la del buit), la capacitat d'almagasenament de la càrrega del condensador aumenta. De fet, la relació entre la capacitat inicial C_i i la final C_f vénen donada per la constant dielèctrica:

${\epsilon }_r=\frac{C_f}{C_i}=\frac{\epsilon }{{\epsilon }_0}=(1+{\chi }_e)$

A on ε és la permitividad elèctrica del dielèctric que s'inserta, que depén de ${\chi }_e$, que és la seua susceptibilitat elèctrica.

Ademés, el valor de la constant dielèctrica $\epsilon$ d'un material definix el grau de polarisació elèctrica de la substància quan esta se somet a un camp elèctric exterior. El valor de K és afectat per molts factors, com el pes molecular, la forma de la molècula, la direcció dels seus enllaços (geometria de la molècula) o el tipo d'interaccions que present.

Quan un material dielèctric remplaza el buit entre els conductors, pot presentar-se la polarisació en el dielèctric, permetent que s'almagasenen càrregues adicionals.

La magnitut de la càrrega que es pot almagasenar entre els conductors es coneix com capacitat elèctrica, i esta depén de la constant dielèctrica del material existent entre els conductors, el tamany, aixina com de la forma i la separació dels mateixos.

Medició de la constant dielèctrica dels materials

La constant dielèctrica relativa (${\epsilon }_r$) d'un material és el cocient entre el seu permitividad ($\epsilon$) i la permitividad del buit ( ${\epsilon }_0$): [${\epsilon }_r=\frac{\epsilon }{{\epsilon }_0}$]

Una forma experimental de determinar-la consistix en medir la capacitat d'un condensador pla en dos condicions distintes: 1. Inicialment en el buit, obtenint una capacitat ( C_i ) (o en aire sec, si es tolera un menut marge d'error, ya que el seu permitividad és propenca a la del buit). 2. Després s'introduïx el material dielèctric entre les plaques del mateix condensador, mantenint la mateixa distància entre elles, i es medix la nova capacitat ( C_f ).

Llavors, la constant dielèctrica relativa es calcula per mig de la fòrmula:

Esta relació es fonamenta en el fet de que la capacitat d'un condensador és directament proporcional a la permitividad del mig entre les seues plaques. Quan s'inserta un dielèctric, la ca

Factors de malbarat i pèrdues dielèctriques

Quan apliquem una corrent alterna a un dielèctric perfecte, la corrent alvançarà al voltage en 90°, no obstant per les pèrdues, la corrent alvança el voltage en sol 90°-δ, sent δ l'àngul de pèrdua dielèctrica. Quan la corrent i el voltage estan fòra de fase en l'àngul de pèrdua dielèctrica es pert energia o potència elèctrica generalment en forma de calor.

El factor de malbarat està donat per FD=Tan δ i el factor de pèrdua dielèctrica és FP=K Tan δ.