DIELECTRICAS



INTRODUCCIÓN

¿QUÉ SON LOS DIELECTRICOS?
Idealmente son unos materiales donde todos los electrones de valencia de los átomos o moléculas, que se aglutinan para formar el agregado macroscópico (sólido, líquido o gas), participan en el enlace, quedando fuertemente ligados a los núcleos, de modo que no existen electrones de conducción (portadores de carga libres) capaces de desplazarse por elvolumen del material. En los dieléctricos reales, dependiendo de las condiciones de trabajo del material, pueden romperse algunos enlaces y establecerse corrientes muy pequeñas, llamadas corrientes de fuga. Los dieléctricos son materiales, generalmente no metálicos, con una alta resistividad, por lo que la circulación de corriente a través de ellos es muy débil (corriente de paso o de fuga).Aprovechando esta característica, se emplean como aislantes para detener los electrones o para delimitar el camino que deben de tomar.





Fig. 1 Corriente de paso





CONSTANTE DIELECTRICA
La propiedad de Permitividad está definida como la medida de capacidad de un material a ser polarizada por efecto de un campo eléctrico externo. La constante dieléctrica K es característica de cada material y sedefine como la razón de su permeabilidad ε sobre la permeabilidad de vacío ε0.

La constante dieléctrica es conocida también como permitividad relativa.
Una permitividad baja determina un dieléctrico bajo con baja capacidad de polarizar, estos materiales tienen bajas constantes dieléctricos que les permite ser buenos aislantes.
Por el contrario un dieléctrico alto tiene un campo de aplicacióndiferente en la explotación de carga y en condensadores.

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Fig. 2 Campo externo

Estas cargas en la superficie dan lugar a un campo dentro del dieléctrico que se opone el campo externo denominado campo de despolarización,

int = ext + dp
Al no existir cargas libres, la primera ecuación de Maxwell se escribe como

Div = -
Tabla 1 Constantes dieléctricas de varias sustancias.





RESISTENCIADIELÉCTRICA
La resistencia dieléctrica es una propiedad que está definida como el campo dieléctrico máximo o el voltaje máximo que puede mantener un material dieléctrico entre conductores sin que el sistema llegue a descargarse.

max = ()máx

Donde V es el voltaje y d es distancia entre placas o conductores.
En general, la resistividad disminuye con el aumento de la temperatura y con la humedad(en los aceites).
La resistividad medida con corriente alterna es mayor que el valor obtenido con corriente continua, ya que intervienen otros fenómenos de transferencia de cargas.











Fig. 3 Resistencia

RIGIDEZ DIELÉCTRICA

Por rigidez dieléctrica o rigidez electrostática el valor límite de la intensidad del campo eléctrico en el cual un material pierde su propiedad aislante y pasa aser conductor. Se mide en voltios por metro V/m (en el SI).
También podemos definirla como la máxima tensión que puede soportar un aislante sin perforarse. A esta tensión se la denomina tensión de rotura de un dieléctrico.

Tabla. 2 Rotura dieléctrica.
TIPOS DE POLARIZACIÓN AL APLICAR UN CAMPO ELÉCTRICO
EXTERNO
Polarización electrónica
Se distorsiona la nube electrónica de cada átomo, y los electronesquedan concentrados en el núcleo (extremo positivo del campo).
Polarización iónica
Ocurre en materiales iónicos, las distancias entre iones son aumentadas o disminuidas dependiendo de la dirección del campo, las uniones entre estos se deforman clásticamente y existe una redistribución de carga en todo el material.
Polarización molecular o dipolar
Se da en materiales con dipolos naturales en loscuales al ser aplicado un campo externo se alinean con el campo generado.













Fig. 4 Mecanismos de polarización
Dependencia con la temperatura de la polarizabilidad dipolar
La polarizabilidad dipolar es un factor solo en materiales que presenten dipolos permanentes. En efecto del campo eléctrico es orientarlos en la dirección del campo. A tal alineamiento se opone la agitación térmica que...