Constante dieléctrica

La constante dieléctrica, también conocida bajo el nombre de permitividad relativa, cuando nos referimos a un medio de tipo continuo, hace referencia a una propiedad de tipo macroscópica, de un medio que es dieléctrico, es decir, que no posee conductividad eléctrica, por lo cual se tratan como aislantes de la electricidad, relacionándolo con la permitividad que tiene un medio a la electricidad.

La permitividad, es una constante utilizada en física, para determinar el campo eléctrico que se ve afectado o afecta a un medio concreto.

Si relacionamos la velocidad de las ondas electromagnéticas en un dieléctrico decimos que:

υ = c/ √ K x Km ,

de donde K, hace referencia a la constante dieléctrica, así como Km, es la permeabilidad relativa existente.

El término de constante dieléctrica, procede de los materiales dieléctricos, los cuales son de tipo aislante como ya mencionamos, o en algunos casos, poco conductores, cuando se encuentran inferiores a una determinada tensión de tipo eléctrica, a la cual se conoce como tensión de rotura.

En un condensador eléctrico, es decir, en un aparato que almacena energía de tipo eléctrica, se manifiesta la constante dieléctrica. Pues cuando en el dispositivo, entre los conductores que se encuentran cargados insertamos un material de tipo aislante o dieléctrico, que no sea airea, la capacidad que posee de almacenaje de carga, aumentará significativamente. La capacidad de almacenaje inicial (Ci), y la capacidad de almacenaje final ( Cf), se representan bajo la igualdad:

K = Cf/Ci = ε / εo = εr = (1 + χe );

de donde ε, indica la permitividad eléctrica que posee el material dieléctrico que añadimos al dispositivo.

A parte del valor que tiene la constante dieléctrica (K) de un cierto material, este nos define el grado de polarización eléctrica que tiene la sustancia cuando es sometida o influenciada por un campo eléctrico externo. El valor que toma K, se encuentra influenciado o afectado por diversos y numerosos factores, como puede ser el caso del peso molecular, la forma que adquiere la molécula, o la dirección que toman sus enlaces, entre otras muchas cosas.

Cuando un material de tipo dieléctrico, sustituye al vacío que existe entre los conductores, se puede dar una polarización en dicho material (dieléctrico), cosa que permite que se puedan almacenar cargas extras.

Las magnitudes de las cargas que se almacena entre los conductores se suele llamar, magnitud capacitaria, la cual depende directamente de la K (constante dieléctrica), que existe entre los conductores utilizados, así como también depende, del tamaño, la distancia entre ellos o sus formas.

La constante dieléctrica se mide teniendo en cuenta primero la capacidad de un capacitador en el vacío ( Ci), y utilizando el mismo dispositivo capacitador, así como igual distancia entre placas, midiendo la capacidad del material dieléctrico que hemos colocado entre estas ( Cf ). De este modo podremos calcular la constante dieléctrica siguiendo la fórmula:

K = Cf/Ci

Existen numerosos factores que disipan y provocan pérdidas dieléctricas. Cuando aplicamos corrientes de tipo alterna a un material dieléctrico considerado perfecto, la corriente cambiara su voltaje en unos 90º, pero sin embargo, a causa de estas pérdidas, la corriente avanza su voltaje en tan sólo 90º- σ. Teniendo en cuenta que σ, es el ángulo de pérdida dieléctrica. Cuando la corriente eléctrica, así como el voltaje, se encuentran situados fuera de la fase, en un ángulo que provoca pérdida dieléctrica, se consigue una perdida de energía o también conocida como potencia eléctrica, que por lo general, viene dada en forma de calor.

Existen diversas tablas que nos indican el valor que toma K dependiendo del tipo de material.