Dieléctrico

Sustancia no metálica eléctricamente mal conductora o no conductora de la cual los portadores de carga generalmente no pueden moverse libremente

No confundir con constante dieléctrica o dialéctica .

Un material dieléctrico polarizado

Un dieléctrico (o material dieléctrico ) es un aislante eléctrico que se puede polarizar mediante un campo eléctrico aplicado . Cuando se coloca un material dieléctrico en un campo eléctrico, las cargas eléctricas no fluyen a través del material como lo hacen en un conductor eléctrico, sino que solo se desplazan ligeramente de sus posiciones de equilibrio promedio, lo que provoca la polarización dieléctrica . Debido a la polarización dieléctrica, las cargas positivas se desplazan en la dirección del campo y las cargas negativas se desplazan en la dirección opuesta al campo (por ejemplo, si el campo se mueve en el eje x positivo, las cargas negativas se desplazarán en el eje x negativo) . Esto crea un campo eléctrico interno que reduce el campo general dentro del propio dieléctrico. ^[1] Si un dieléctrico está compuesto de moléculas débilmente enlazadas, esas moléculas no solo se polarizan, sino que también se reorientan para que sus ejes de simetría se alineen con el campo. ^[1]

El estudio de las propiedades dieléctricas se refiere al almacenamiento y disipación de energía eléctrica y magnética en materiales. ^{[2] [3] [4] Los} dieléctricos son importantes para explicar varios fenómenos en electrónica , óptica , física del estado sólido y biofísica celular . ^{[5] [6]}

Terminología

Aunque el término aislante implica baja conducción eléctrica , dieléctrico típicamente significa materiales con una alta polarización . Este último se expresa mediante un número llamado permitividad relativa . El término aislante se usa generalmente para indicar obstrucción eléctrica, mientras que el término dieléctrico se usa para indicar la capacidad de almacenamiento de energía del material (mediante polarización). Un ejemplo común de dieléctrico es el material eléctricamente aislante entre las placas metálicas de un condensador . La polarización del dieléctrico por el campo eléctrico aplicado aumenta la carga superficial del capacitor para la intensidad de campo eléctrica dada. ^[1]

El término dieléctrico fue acuñado por William Whewell (de dia + electric ) en respuesta a una solicitud de Michael Faraday . ^{[7] [8]} Un dieléctrico perfecto es un material con conductividad eléctrica cero ( cf. conductividad eléctrica infinita del conductor perfecto ), ^{[9] por lo} tanto exhibe sólo una corriente de desplazamiento ; por tanto, almacena y devuelve energía eléctrica como si fuera un condensador ideal.

Susceptibilidad eléctrica

Artículos principales: susceptibilidad eléctrica y permisividad

La susceptibilidad eléctrica χ _e de un material dieléctrico es una medida de la facilidad con la que se polariza en respuesta a un campo eléctrico. Esto, a su vez, determina la permitividad eléctrica del material y, por lo tanto, influye en muchos otros fenómenos en ese medio, desde la capacitancia de los condensadores hasta la velocidad de la luz .

Se define como la constante de proporcionalidad (que puede ser un tensor ) que relaciona un campo eléctrico E con la densidad de polarización dieléctrica inducida P tal que

${\displaystyle \mathbf {P} =\varepsilon _{0}\chi _{e}\mathbf {E} ,}$

donde ε ₀ es la permitividad eléctrica del espacio libre .

La susceptibilidad de un medio está relacionada con su permitividad relativa ε _r por

${\displaystyle \chi _{e}\ =\varepsilon _{r}-1.}$

Entonces, en el caso de un vacío,

${\displaystyle \chi _{e}\ =0.}$

El desplazamiento eléctrico D está relacionado con la densidad de polarización P por

${\displaystyle \mathbf {D} \ =\ \varepsilon _{0}\mathbf {E} +\mathbf {P} \ =\ \varepsilon _{0}\left(1+\chi _{e}\right)\mathbf {E} \ =\ \varepsilon _{0}\varepsilon _{r}\mathbf {E} .}$

Dispersión y causalidad

En general, un material no puede polarizarse instantáneamente en respuesta a un campo aplicado. La formulación más general en función del tiempo es

${\displaystyle \mathbf {P} (t)=\varepsilon _{0}\int _{-\infty }^{t}\chi _{e}\left(t-t'\right)\mathbf {E} \left(t'\right)\,dt'.}$

Es decir, la polarización es una convolución del campo eléctrico en tiempos anteriores con susceptibilidad dependiente del tiempo dada por χ _e (Δ t ). El límite superior de esta integral también se puede extender al infinito si se define χ _e (Δ t ) = 0 para Δ t <0 . Una respuesta instantánea corresponde a la susceptibilidad de la función delta de Dirac χ _e (Δ t ) = χ _e δ (Δ t ) .

Es más conveniente en un sistema lineal tomar la transformada de Fourier y escribir esta relación en función de la frecuencia. Debido al teorema de convolución , la integral se convierte en un producto simple,

${\displaystyle \mathbf {P} (\omega )=\varepsilon _{0}\chi _{e}(\omega )\mathbf {E} (\omega ).}$

La susceptibilidad (o equivalentemente la permitividad) depende de la frecuencia. El cambio de susceptibilidad con respecto a la frecuencia caracteriza las propiedades de dispersión del material.

Además, el hecho de que la polarización solo puede depender del campo eléctrico en momentos anteriores (es decir, χ _e (Δ t ) = 0 para Δ t <0 ), una consecuencia de la causalidad , impone restricciones de Kramers-Kronig sobre lo real y lo imaginario. partes de la susceptibilidad χ _e ( ω ).

Polarización dieléctrica

Modelo atómico básico

Interacción del campo eléctrico con un átomo bajo el modelo dieléctrico clásico.

En el enfoque clásico del dieléctrico, el material está formado por átomos. Cada átomo consiste en una nube de carga negativa (electrones) unida y rodeando una carga puntual positiva en su centro. En presencia de un campo eléctrico, la nube de carga se distorsiona, como se muestra en la parte superior derecha de la figura.

Esto se puede reducir a un simple dipolo utilizando el principio de superposición . Un dipolo se caracteriza por su momento dipolar , una cantidad vectorial mostrado en la figura como la flecha azul marcado M . Es la relación entre el campo eléctrico y el momento dipolar lo que da lugar al comportamiento del dieléctrico. (Tenga en cuenta que el momento dipolar apunta en la misma dirección que el campo eléctrico en la figura. Este no es siempre el caso, y es una simplificación importante, pero es cierto para muchos materiales).

Cuando se elimina el campo eléctrico, el átomo vuelve a su estado original. El tiempo necesario para hacerlo es el llamado tiempo de relajación ; un decaimiento exponencial.

Ésta es la esencia del modelo en física. El comportamiento del dieléctrico ahora depende de la situación. Cuanto más complicada sea la situación, más rico debe ser el modelo para describir con precisión el comportamiento. Las preguntas importantes son:

• ¿El campo eléctrico es constante o varía con el tiempo? ¿A qué ritmo?
• ¿Depende la respuesta de la dirección del campo aplicado ( isotropía del material)?
• ¿La respuesta es la misma en todas partes ( homogeneidad del material)?
• ¿Hay que tener en cuenta algún límite o interfaz?
• ¿La respuesta es lineal con respecto al campo o hay no linealidades ?

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 definida por la ecuación:

${\displaystyle \mathbf {M} =\mathbf {F} (\mathbf {E} )}$.

Cuando se han definido tanto el tipo de campo eléctrico como el tipo de material, se elige la función F más simple que predice correctamente los fenómenos de interés. Ejemplos de fenómenos que pueden modelarse incluyen:

• Índice de refracción
• Dispersión de velocidad de grupo
• Birrefringencia
• Autoenfoque
• Generación de armónicos

Polarización dipolar

La polarización dipolar es una polarización inherente a las moléculas polares (polarización de orientación), o puede ser inducida en cualquier molécula en la que sea posible la distorsión asimétrica de los núcleos (polarización por distorsión). La polarización de orientación resulta de un dipolo permanente, por ejemplo, el que surge del ángulo de 104,45 ° entre los enlaces asimétricos entre los átomos de oxígeno e hidrógeno en la molécula de agua, que retiene la polarización en ausencia de un campo eléctrico externo. El ensamblaje de estos dipolos forma una polarización macroscópica.

Cuando se aplica un campo eléctrico externo, la distancia entre cargas dentro de cada dipolo permanente, que está relacionada con el enlace químico , permanece constante en la polarización de orientación; sin embargo, la propia dirección de polarización gira. Esta rotación ocurre en una escala de tiempo que depende del torque y la viscosidad local circundante de las moléculas. Debido a que la rotación no es instantánea, las polarizaciones dipolares pierden la respuesta a los campos eléctricos en las frecuencias más altas. Una molécula gira aproximadamente 1 radián por picosegundo en un fluido, por lo que esta pérdida se produce a aproximadamente 10 ¹¹ Hz (en la región de microondas). 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, el campo dobla y estira las moléculas y el momento dipolar molecular cambia. La frecuencia de vibración molecular es aproximadamente la inversa del tiempo que tardan las moléculas en doblarse, y esta polarización de distorsión desaparece por encima del infrarrojo.

Polarización iónica

La polarización iónica es la polarización causada por desplazamientos relativos entre iones positivos y negativos en cristales iónicos (por ejemplo, NaCl ).

Si un cristal o una molécula consta de átomos de más de un tipo, la distribución de cargas alrededor de un átomo en el cristal o la molécula se inclina a positivo o negativo. Como resultado, cuando las vibraciones reticulares o las vibraciones moleculares inducen desplazamientos relativos de los átomos, los centros de cargas positivas y negativas también se desplazan. Las ubicaciones de estos centros se ven afectadas por la simetría de los desplazamientos. Cuando los centros no se corresponden, surge la polarización en moléculas o cristales. Esta polarización se llama polarización iónica .

La polarización iónica causa el efecto ferroeléctrico así como la polarización dipolar . La transición ferroeléctrica, que es causada por la alineación de las orientaciones de los dipolos permanentes a lo largo de una dirección particular, se denomina transición de fase de orden-desorden . La transición causada por las polarizaciones iónicas en los cristales se denomina transición de fase desplazadora .

En celdas

La polarización iónica permite la producción de compuestos ricos en energía en las células (la bomba de protones en las mitocondrias ) y, en la membrana plasmática , el establecimiento del potencial de reposo , el transporte de iones energéticamente desfavorable y la comunicación de célula a célula (el Na + / K + -ATPasa ).

Todas las células de los tejidos del cuerpo animal están polarizadas eléctricamente; en otras palabras, mantienen una diferencia de voltaje a través de la membrana plasmática de la célula , conocida como potencial de membrana . Esta polarización eléctrica es el resultado de una interacción compleja entre los transportadores de iones y los canales de iones .

En las neuronas, los tipos de canales iónicos de la membrana suelen variar en diferentes partes de la célula, lo que confiere a las dendritas , el axón y el cuerpo celular diferentes propiedades eléctricas. Como resultado, algunas partes de la membrana de una neurona pueden ser excitables (capaces de generar potenciales de acción), mientras que otras no.

Dispersión dieléctrica

En física, la dispersión dieléctrica es la dependencia de la permitividad de un material dieléctrico de la frecuencia de un campo eléctrico aplicado. Debido a que existe un desfase entre los cambios en la polarización y los cambios en el campo eléctrico, la permitividad del dieléctrico es una función complicada de la frecuencia del campo eléctrico. La dispersión dieléctrica es muy importante para las aplicaciones de materiales dieléctricos y para el análisis de sistemas de polarización.

Este es un ejemplo de un fenómeno general conocido como dispersión de material : una respuesta dependiente de la frecuencia de un medio para la propagación de ondas.

Cuando la frecuencia aumenta:

1. la polarización dipolar ya no puede seguir las oscilaciones del campo eléctrico en la región de microondas alrededor de 10 ¹⁰  Hz ;
2. la polarización iónica y la polarización de distorsión molecular ya no pueden seguir el campo eléctrico más allá de la región del infrarrojo o del infrarrojo lejano alrededor de 10 ¹³ Hz;
3. La polarización electrónica pierde su respuesta en la región ultravioleta alrededor de 10 ¹⁵  Hz.

En la región de frecuencia por encima del ultravioleta, la permitividad se acerca a la constante ε ₀ en cada sustancia, donde ε ₀ es la permitividad del espacio libre. Debido a que la permitividad indica la fuerza de la relación entre un campo eléctrico y la polarización, si un proceso de polarización pierde su respuesta, la permitividad disminuye.

Relajación dieléctrica

La relajación dieléctrica es el retraso momentáneo (o retraso) en la constante dieléctrica de un material. Esto generalmente es causado por el retraso en la polarización molecular con respecto a un campo eléctrico cambiante en un medio dieléctrico (por ejemplo, capacitores internos o entre dos grandes superficies conductoras ). La relajación dieléctrica en campos eléctricos cambiantes podría considerarse análoga a la histéresis en campos magnéticos cambiantes (por ejemplo, en núcleos de inductores o transformadores ). La relajación en general es un retraso o retraso en la respuesta de un sistema lineal.y, por lo tanto, la relajación dieléctrica se mide en relación con los valores dieléctricos lineales en estado estacionario (equilibrio) esperados. El lapso de tiempo entre el campo eléctrico y la polarización implica una degradación irreversible de la energía libre de Gibbs .

En física , la relajación dieléctrica se refiere a la respuesta de relajación de un medio dieléctrico a un campo eléctrico oscilante externo. Esta relajación se describe a menudo en términos de permitividad en función de la frecuencia , que, para sistemas ideales, puede describirse mediante la ecuación de Debye. Por otro lado, la distorsión relacionada con la polarización iónica y electrónica muestra un comportamiento de tipo resonancia u oscilador . El carácter del proceso de distorsión depende de la estructura, composición y entorno de la muestra.

Relajación Debye

La relajación de Debye es la respuesta de relajación dieléctrica de una población ideal de dipolos que no interactúan con un campo eléctrico externo alterno. Por lo general, se expresa en la permitividad compleja ε de un medio en función de la frecuencia angular del campo ω :

${\displaystyle {\hat {\varepsilon }}(\omega )=\varepsilon _{\infty }+{\frac {\Delta \varepsilon }{1+i\omega \tau }},}$

donde ε _∞ es la permitividad en el límite de alta frecuencia, Δ ε = ε _s - ε _∞ donde ε _s es la permitividad estática de baja frecuencia y τ es el tiempo de relajación característico del medio. Al separar la parte real y la parte imaginaria de la permitividad dieléctrica compleja se obtiene: ^[10]${\displaystyle \varepsilon '}$${\displaystyle \varepsilon ''}$

${\displaystyle {\begin{aligned}\varepsilon '&=\varepsilon _{\infty }+{\frac {\varepsilon _{s}-\varepsilon _{\infty }}{1+\omega ^{2}\tau ^{2}}}\\[3pt]\varepsilon ''&={\frac {(\varepsilon _{s}-\varepsilon _{\infty })\omega \tau }{1+\omega ^{2}\tau ^{2}}}\end{aligned}}}$

La pérdida dieléctrica también está representada por la tangente de pérdida:

${\displaystyle \tan(\delta )={\frac {\varepsilon ''}{\varepsilon '}}={\frac {\left(\varepsilon _{s}-\varepsilon _{\infty }\right)\omega \tau }{\varepsilon _{s}+\varepsilon _{\infty }\omega ^{2}\tau ^{2}}}}$

Este modelo de relajación fue introducido y nombrado en honor al físico Peter Debye (1913). ^[11] Es característico de la polarización dinámica con un solo tiempo de relajación.

Variantes de la ecuación de Debye

Ecuación de Cole-Cole

Esta ecuación se utiliza cuando el pico de pérdida dieléctrica muestra un ensanchamiento simétrico.

Ecuación de Cole-Davidson

Esta ecuación se utiliza cuando el pico de pérdida dieléctrica muestra un ensanchamiento asimétrico.

Relajación Havriliak – Negami

Esta ecuación considera un ensanchamiento simétrico y asimétrico.

Función Kohlrausch – Williams – Watts

Transformada de Fourier de función exponencial estirada .

Ley de Curie-von Schweidler

Esto muestra la respuesta de los dieléctricos a un campo de CC aplicado para comportarse de acuerdo con una ley de potencia, que se puede expresar como una integral sobre funciones exponenciales ponderadas.

Paraelectricidad

Ver también: Ferroelectricidad

La paraelectricidad es la capacidad de muchos materiales (específicamente la cerámica ) de polarizarse bajo un campo eléctrico aplicado . A diferencia de la ferroelectricidad , esto puede suceder incluso si no existe un dipolo eléctrico permanente en el material, y la eliminación de los campos da como resultado que la polarización del material vuelva a cero. ^[12] Los mecanismos que causan el comportamiento paraeléctrico son la distorsión de iones individuales (desplazamiento de la nube de electrones del núcleo) y la polarización de moléculas o combinaciones de iones o defectos.

La paraelectricidad puede ocurrir en fases cristalinas donde los dipolos eléctricos no están alineados y, por lo tanto, tienen el potencial de alinearse en un campo eléctrico externo y debilitarlo.

Un ejemplo de material paraeléctrico de alta constante dieléctrica es el titanato de estroncio .

El cristal de LiNbO 3 es ferroeléctrico por debajo de 1430 K , y por encima de esta temperatura se transforma en una fase paraeléctrica desordenada. De manera similar, otras perovskitas también exhiben paraelectricidad a altas temperaturas.

Se ha explorado la paraelectricidad como posible mecanismo de refrigeración; La polarización de un paraeléctrico mediante la aplicación de un campo eléctrico en condiciones de proceso adiabático aumenta la temperatura, mientras que la eliminación del campo reduce la temperatura. ^[13] Una bomba de calor que opera polarizando el paraeléctrico, permitiendo que vuelva a la temperatura ambiente (disipando el calor extra), poniéndolo en contacto con el objeto a enfriar y finalmente despolarizándolo, resultaría en refrigeración.

Sintonización

Los dieléctricos sintonizables son aislantes cuya capacidad para almacenar carga eléctrica cambia cuando se aplica un voltaje. ^{[14] [15]}

Generalmente, el titanato de estroncio ( SrTiO
₃) se utiliza para dispositivos que funcionan a bajas temperaturas, mientras que el titanato de bario-estroncio ( Ba
_{1 − x}Sr
_XTiO
₃) sustituye a los dispositivos de temperatura ambiente. Otros materiales potenciales incluyen dieléctricos de microondas y compuestos de nanotubos de carbono (CNT). ^{[14] [16] [17]}

En 2013, las capas de varias hojas de titanato de estroncio intercaladas con capas únicas de óxido de estroncio produjeron un dieléctrico capaz de funcionar hasta a 125 GHz. El material se creó mediante epitaxia de haz molecular . Los dos tienen un espaciado de cristales no coincidente que produce tensión dentro de la capa de titanato de estroncio que la hace menos estable y sintonizable. ^[14]

Sistemas como Ba
_{1 − x}Sr
_XTiO
₃tienen una transición paraeléctrica-ferroeléctrica justo por debajo de la temperatura ambiente, lo que proporciona una alta capacidad de sintonización. Tales películas sufren pérdidas significativas derivadas de defectos.

Aplicaciones

Condensadores

Artículo principal: Condensador

La separación de carga en un condensador de placas paralelas provoca un campo eléctrico interno. Un dieléctrico (naranja) reduce el campo y aumenta la capacitancia.

Los condensadores fabricados comercialmente suelen utilizar un material dieléctrico sólido con alta permitividad como medio intermedio entre las cargas positivas y negativas almacenadas. Este material a menudo se denomina en contextos técnicos el dieléctrico del condensador . ^[18]

La ventaja más obvia de usar un material dieléctrico de este tipo es que evita que las placas conductoras, en las que se almacenan las cargas, entren en contacto eléctrico directo. Sin embargo, lo que es más significativo, una permitividad alta permite una mayor carga almacenada a un voltaje dado. Esto se puede ver al tratar el caso de un dieléctrico lineal con permitividad ε y espesor d entre dos placas conductoras con densidad de carga uniforme σ _ε . En este caso, la densidad de carga viene dada por

${\displaystyle \sigma _{\varepsilon }=\varepsilon {\frac {V}{d}}}$

y la capacitancia por unidad de área por

${\displaystyle c={\frac {\sigma _{\varepsilon }}{V}}={\frac {\varepsilon }{d}}}$

A partir de esto, se puede ver fácilmente que un ε más grande conduce a una mayor carga almacenada y, por lo tanto, a una mayor capacitancia.

Los materiales dieléctricos utilizados para los condensadores también se eligen de manera que sean resistentes a la ionización . Esto permite que el capacitor funcione a voltajes más altos antes de que el dieléctrico aislante se ionice y comience a permitir una corriente no deseada.

Resonador dieléctrico

Artículo principal: resonador dieléctrico

Un oscilador resonador dieléctrico (DRO) es un componente electrónico que exhibe la resonancia de la respuesta de polarización para un rango estrecho de frecuencias, generalmente en la banda de microondas. Consiste en un "disco" de cerámica que tiene una constante dieléctrica grande y un factor de disipación bajo . Estos resonadores se utilizan a menudo para proporcionar una referencia de frecuencia en un circuito oscilador. Se puede utilizar un resonador dieléctrico sin blindaje como antena de resonador dieléctrico (DRA).

Películas delgadas BST

De 2002 a 2004, el Laboratorio de Investigación del Ejército (ARL) realizó investigaciones sobre tecnología de película delgada. Se estudió titanato de bario-estroncio (BST), una película delgada ferroeléctrica, para la fabricación de componentes de radiofrecuencia y microondas, como osciladores controlados por voltaje, filtros sintonizables y desfasadores. ^[19]

La investigación fue parte de un esfuerzo para proporcionar al Ejército materiales altamente sintonizables y compatibles con microondas para dispositivos sintonizables de campo eléctrico de banda ancha, que operan constantemente en temperaturas extremas. ^[20] Este trabajo mejoró la capacidad de sintonización del titanato de bario-estroncio a granel, que es un habilitador de película delgada para componentes electrónicos. ^[21]

En un artículo de investigación de 2004, los investigadores de ARL exploraron cómo pequeñas concentraciones de dopantes aceptores pueden modificar drásticamente las propiedades de materiales ferroeléctricos como BST. ^[22]

Los investigadores "doparon" películas delgadas de BST con magnesio, analizando la "estructura, microestructura, morfología de la superficie y calidad de composición película / sustrato" del resultado. Las películas BST dopadas con Mg mostraron "propiedades dieléctricas mejoradas, baja corriente de fuga y buena capacidad de sintonización", lo que amerita potencial para su uso en dispositivos sintonizables por microondas. ^[19]

Algunos dieléctricos prácticos

Los materiales dieléctricos pueden ser sólidos, líquidos o gases. (Un alto vacío también puede ser un útil dieléctrico ^[23] casi sin pérdidas, aunque su constante dieléctrica relativa sea ​​solo la unidad).

Los dieléctricos sólidos son quizás los dieléctricos más utilizados en ingeniería eléctrica, y muchos sólidos son muy buenos aislantes. Algunos ejemplos incluyen porcelana , vidrio y la mayoría de los plásticos . El aire, el nitrógeno y el hexafluoruro de azufre son los tres dieléctricos gaseosos más utilizados .

• Los recubrimientos industriales como el parileno proporcionan una barrera dieléctrica entre el sustrato y su entorno.
• El aceite mineral se usa ampliamente dentro de los transformadores eléctricos como un dieléctrico fluido y para ayudar a enfriar. Los fluidos dieléctricos con constantes dieléctricas más altas, como el aceite de ricino de grado eléctrico , se utilizan a menudo en condensadores de alto voltaje para ayudar a prevenir la descarga de corona y aumentar la capacitancia.
• Debido a que los dieléctricos resisten el flujo de electricidad, la superficie de un dieléctrico puede retener el exceso de cargas eléctricas varadas . Esto puede ocurrir accidentalmente cuando se frota el dieléctrico ( efecto triboeléctrico ). Esto puede ser útil, como en un generador de Van de Graaff o electróforo , o puede ser potencialmente destructivo como en el caso de una descarga electrostática .
• Los dieléctricos especialmente procesados, llamados electretos (que no deben confundirse con los ferroeléctricos ), pueden retener un exceso de carga interna o "congelar" la polarización. Los electretos tienen un campo eléctrico semipermanente y son el equivalente electrostático de los imanes. Los electrets tienen numerosas aplicaciones prácticas en el hogar y la industria.
• Algunos dieléctricos pueden generar una diferencia de potencial cuando se someten a tensión mecánica , o (de manera equivalente) cambiar la forma física si se aplica un voltaje externo a través del material. Esta propiedad se llama piezoelectricidad . Los materiales piezoeléctricos son otra clase de dieléctricos muy útiles.
• Algunos cristales iónicos y dieléctricos poliméricos exhiben un momento dipolar espontáneo, que puede revertirse mediante un campo eléctrico aplicado externamente. Este comportamiento se denomina efecto ferroeléctrico . Estos materiales son análogos a la forma en que se comportan los materiales ferromagnéticos dentro de un campo magnético aplicado externamente. Los materiales ferroeléctricos a menudo tienen constantes dieléctricas muy altas, lo que los hace muy útiles para los condensadores.

Ver también

• Clasificación de materiales basada en permitividad.
• Paramagnetismo
• Relación Clausius-Mossotti
• Absorción dieléctrica
• Pérdidas dieléctricas
• Resistencia dieléctrica
• Espectroscopía dieléctrica
• Dieléctrico EIA Clase 1
• Dieléctrico EIA Clase 2
• Dieléctrico de alto k
• Dieléctrico de baja k
• fuga
• Función de respuesta lineal
• Metamaterial
• Retraso RC
• Movimiento browniano rotacional
• Ley de Paschen : variación de la rigidez dieléctrica del gas relacionada con la presión
• Separador (electricidad)

Referencias

1. Dieléctrico . Encyclopædia Britannica : "Dieléctrico, material aislante o muy mal conductor de corriente eléctrica. Cuando los dieléctricos se colocan en un campo eléctrico, prácticamente no fluye corriente en ellos porque, a diferencia de los metales, no tienen electrones sueltos o libres que puedan derivar a través del material ".
2. Arthur R. von Hippel , en su obra fundamental, Materiales y aplicaciones dieléctricas , declaró: "Los dieléctricos ... no son una clase estrecha de los llamados aislantes, sino la amplia extensión de los no metales considerados desde el punto de vista de su interacción con , campos magnéticos o electromagnéticos. Por lo tanto, nos interesan tanto los gases como los líquidos y sólidos, y el almacenamiento de energía eléctrica y magnética, así como su disipación ". (p. 1) (Technology Press del MIT y John Wiley, NY, 1954).
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Lectura adicional

• Jackson, John David (10 de agosto de 1998). Electrodinámica clásica (3ª ed.). John Wiley e hijos . ISBN 978-0-471-30932-1. 808 o 832 páginas.

• Scaife, Brendan (3 de septiembre de 1998). Principios de dieléctricos (monografías sobre física y química de materiales) (2ª ed.). Prensa de la Universidad de Oxford . ISBN 978-0198565574.

Enlaces externos

• Electromagnetismo : un capítulo de un libro de texto en línea
• Esfera dieléctrica en un campo eléctrico
• Paquete de enseñanza y aprendizaje DoITPoMS "Materiales dieléctricos"
• Textos en Wikisource:
  • " Dieléctrico ". Enciclopedia Americana . 1920.
  • " Dieléctrico ". Encyclopædia Britannica (11ª ed.). 1911.