Dieléctrico
Cuando un material dieléctrico se coloca en un campo eléctrico, las cargas eléctricas no fluyen a través del material como lo hacen en un conductor eléctrico, porque no tienen electrones sueltos o libres que puedan desplazarse a través del material, sino que se desplazan ligeramente de sus posiciones de equilibrio promedio, causando polarización dieléctrica.
[2] Algunos ejemplos de este tipo de materiales son el vidrio, la cerámica, la goma, el petróleo, la mica, la cera, el papel, la madera seca, la porcelana, algunas grasas para uso industrial y electrónico y la baquelita.
En cuanto a los gases se utilizan como dieléctricos sobre todo el aire, el nitrógeno y el hexafluoruro de azufre.
[3] Los dieléctricos más utilizados son el aire, el papel y el Policloruro de vinilo.
Es decir, si aumentamos mucho el campo eléctrico que pasa por el dieléctrico convertiremos dicho material en un conductor.
Tenemos que la capacitancia con un dieléctrico llenando todo el interior del condensador (plano-paralelo) está dado por:
Ello a su vez, determina la permisividad eléctrica del material y por lo tanto influencia mucho otros fenómenos en este medio, desde la capacitancia de los capacitores a la velocidad de la luz.
La susceptibilidad de un medio está relacionada con su permisividad relativa εr mediante la expresión Por lo cual en el caso del vacío, El desplazamiento eléctrico D está relacionado con la densidad de polarización P mediante la expresión En general,un material no se polariza de manera instantánea en respuesta a un campo aplicado.
Esto se puede reducir a un simple dipolo usando el principio de superposición.
La relación entre el campo eléctrico E y el momento dipolar M da lugar al comportamiento del dieléctrico, que, para un material dado, se puede caracterizar por la función F definido por la ecuación:
El retraso de la respuesta al cambio del campo eléctrico provoca fricción y calor.
Cuando se aplica un campo eléctrico externo a frecuencias infrarrojas o menos, las moléculas se doblan y estiran por el campo y el momento dipolar molecular cambia.
Cuando los centros no se corresponden, surge la polarización en moléculas o cristales.
En las neuronas, los tipos de canales iónicos en la membrana generalmente varían en diferentes partes de la célula, dando a las dendritas, axónes y cuerpos celulares diferentes propiedades eléctricas.
El aire, el nitrógeno y el hexafluoruro de azufre son los tres dieléctricos gaseosos más utilizados.
Algunos dieléctricos pueden generar una diferencia de potencial cuando se someten a tensión mecánica o (equivalentemente) cambian de forma física si se aplica un voltaje externo a través del material.
Algunos cristales iónicos y dieléctricos poliméricos exhiben un momento dipolar espontáneo, que puede revertirse mediante un campo eléctrico aplicado externamente.
Los materiales ferroeléctricos a menudo tienen constantes dieléctricas muy altas, lo que los hace muy útiles para capacitores.
[5] Una bomba de calor que funcione polarizando el paraeléctrico, permitiéndole volver a la temperatura ambiente (disipando el calor extra), poniéndolo en contacto con el objeto a enfriar y, finalmente, despolarizándolo, daría como resultado la refrigeración.
