INDICE

INTRODUCCIN2

DIELECTRICO3CONSTANTE DIELCTRICA4RESISTENCIA DIELCTRICA6RIGIDEZ DIELECTRICAS6

Tipos de polarizacin7

AISLANTES ELECTRICOS10

CONCLUSIN13

BIBLIOGRAFA14

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INTRODUCCINEn este trabajo de investigacin referente a la materia de Electricidad y Magnetismo se mostrar lo que es Dielctrica, como tenemos entendido existen dos tipos de molculas lasmolculas polares y las molculas no polares. Las molculas polares son aquellas en las que no coincide el centro de distribucin de cargas positivas y el de las negativas, el ejemplo ms significativo es el agua. Los iones hidrgeno no estn alineados y dispuestos simtricamente a uno y otro lado del in oxgeno, sino que tienen una disposicin triangular. Las molculas no polares son aquellas en las que coincide el centro de distribucin de las cargas positivas y negativas. Por ejemplo si tenemos molculas de oxgeno, nitrgeno, compuestas por dos tomos iguales pertenecen a esta categora.En las molculas polares bajo la accin de un campo elctrico experimentan un par de fuerzas que tienden a orientarlas en el sentido del campo. Y las molculas no polares, se hacen polares en presencia de un campo elctrico, ya que las fuerzas sobre cada tipo de carga son iguales y de sentido contrario.

Los dielctricos se emplean en los condensadores para separar fsicamente sus placas y para incrementar su capacidad al disminuir el campo elctrico y por tanto, la diferencia de potencial entre las mismas.LOS DIELECTRICOSIdealmente son unos materiales donde todos los electrones de valencia de los tomos o molculas, que se aglutinan para formar el agregado macroscpico (slido, lquido o gas), participan en el enlace, quedando fuertemente ligados a los ncleos, de modo que no existen electrones de conduccin (portadores de carga libres) capaces de desplazarse por el volumen del material. En los dielctricos reales, dependiendo de las condiciones de trabajo del material, pueden romperse algunos enlaces y establecerse corrientes muy pequeas, llamadas corrientes de fuga. Los dielctricos son materiales, generalmente no metlicos, con una alta resistividad, por lo que la circulacin de corriente a travs de ellos es muy dbil (corriente de paso o de fuga). Aprovechando esta caracterstica, se emplean como aislantes para detener los electrones o para delimitar el camino que deben de tomar.CONSTANTE DIELECTRICALa propiedad de Permitividad est definida como la medida de capacidad de un material a ser polarizada por efecto de un campo elctrico externo. La constante dielctrica K es caracterstica de cada material y se define como la razn de su permeabilidad sobre la permeabilidad de vaco 0.

La constante dielctrica es conocida tambin como permitividad relativa.Una permitividad baja determina un dielctrico bajo con baja capacidad de polarizar, estos materiales tienen bajas constantes dielctricos que les permite ser buenos aislantes. Por el contrario un dielctrico alto tiene un campo de aplicacin diferente en la explotacin de carga y en condensadores.

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Fig. 1 Campo externo

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

int = ext + dpAl no existir cargas libres, la primera ecuacin de Maxwell se escribe como

Div = - Tabla 1 Constantes dielctricas de varias sustancias.

RESISTENCIA DIELCTRICALa resistencia dielctrica es una propiedad que est definida como el campo dielctrico mximo o el voltaje mximo que puede mantener un material dielctrico entre conductores sin que el sistema llegue a descargarse.

max = ()mx

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 fenmenos de transferencia de cargas.RIGIDEZ DIELCTRICA

Por rigidez dielctrica origidez electrostticael valor lmite de laintensidaddelcampo elctricoen el cual un material pierde su propiedadaislantey pasa a serconductor. Se mide en voltios por metro V/m (en elSI).Tambin podemos definirla como la mximatensinque puede soportar unaislantesin perforarse. A esta tensin se la denominatensin de roturade undielctrico.TIPOS DE POLARIZACIN AL APLICAR UN CAMPO ELCTRICOEXTERNO Polarizacin electrnicaSe distorsiona la nube electrnica de cada tomo, y los electrones quedan concentrados en el ncleo (extremo positivo del campo). Polarizacin inicaOcurre en materiales inicos, las distancias entre iones son aumentadas o disminuidas dependiendo de la direccin del campo, las uniones entre estos se deforman clsticamente y existe una redistribucin de carga en todo el material. Polarizacin molecular o dipolarSe da en materiales con dipolos naturales en los cuales al ser aplicado un campo externo se alinean con el campo generado.

Dependencia con la temperatura de la polarizabilidad dipolarLa polarizabilidad dipolar es un factor solo en materiales que presenten dipolos permanentes. En efecto del campo elctrico es orientarlos en la direccin del campo. A tal alineamiento se opone la agitacin trmica que tiene a randomizar las direcciones de los dipolos de tal forma que la temperatura debe influir en la polarizabilidad dipolar tal y como muestran los resultados en la siguiente fig.

Polarizabilidad molar para compuestos polares y no polares de sustitucin del metano.Polarizacin segn la estructura del material Polmeros amorfos: Alta movilidad capaz de producir polarizacin. Polmeros vtreos: Menor movilidad que los amorfos tienen constantes y resistencias ms pequeas generalmente. Cermicas cristalinas: Movilidades similares a la de los materiales polimricos. Gases y lquidos: Se polarizan a frecuencias mayores a las de los slidos.Efecto de la frecuencia del campoEn la presencia de campos elctricos alternantes los dipolos en la estructura del material tienen que reorientarse cada momento en la direccin del campo, segn su variacin. En el proceso de reorientacin los dipolos se encuentran impurezas que generan un retardo en su movilidad produciendo un calentamiento del material debido a la prdida de energa. A frecuencias muy altas la velocidad de reorientacin no alcanza a ser suficiente para orientar los dipolos a la misma velocidad que cambia el campo por lo que se produce una friccin dipolar que genera una prdida de energa.

La frecuencia influye altamente en la polarizacin y la constante dielctrica de un material.

AISLANTES ELCTRICOSSon materiales dielctricos con resistividad elctrica y dielctrica alta. El Gap o espacio energtico entre las bandas de conduccin y de valencia es grande. En su mayora polmeros y cermicos. Tambin se caracterizan por tener una constante dielctrica pequea que impide la polarizacin sin inducir carga local en el material.

Aplicacin en almacenamiento de cargaLos materiales dielctricos son utilizados en la elaboracin de condensadores, componentes electrnicos almacenadores de carga compuestos por dos placas conductoras separadas entre las cuales se encuentra un material dielctrico, el cual es determinante en la capacidad de este dispositivo.

Caractersticas: Operar a altos voltajes Resistencia dielctrica alta Factor de prdidas dielctricas pequeo para minimizar el calentamiento El dielctrico debe polarizarse con facilidad Constante dielctrica y resistividad elctrica elevadas

Campo elctrico local en un tomoLa relacin existente entre la polarizacin dielctrica y el campo elctrico local en la posicin de un tomo. El campo elctrico local en la posicin de un tomo, de carcter microscpico y discontinuo es muy distinto del campo macroscpico aplicado, magnitud continua. Consideremos el campo local en una posicin atmica con simetra cbica dentro de un cristal de forma esfrica. El campo local ser la suma del externo ms el campo elctrico generado por los dipolos existentes en el interior del material,

local = ext + dipolos

El campo elctrico macroscpico dentro de la esfera, ser segn

int = ext - Consideremos el campo que acta sobre el tomo en el centro de la esfera, y supongamos que los dipolos, cada uno de valor p, son paralelos al eje z. La componente z del campo elctrico en el centro debida a los dipolos es

dipolo = =

Campo local.CONCLUSIN

En conclusin, los dielctricos son utilizados como aislante elctrico, que son sometidos a un campo externo, que puede establecerse en el campo elctrico interno, como son los ms utilizados el aire, el papel la goma y entre otras. Debemos tener en cuenta que no todos los materiales aislantes son dielctricos. Los efectos en las propiedades de los slidos no conductores que aplican un campo elctrico, tal como la aparicin de la polarizacin de la materia, los mecanismos que lo provocan, como tambin la temperatura o frecuencia de campo elctrico aplicado.Aunque no todos los materiales aislantes son dielctricos. Porque normalmente un dielctrico se vuelve conductor cuando se sobrepasa el campo de ruptura del dielctrico. A la cual se denomina rigidez dielctrica.

BIBLIOGRAFA Electricidad y Magnetismo_ Raymond Serway6ta Edicin. Los materiales dielctricos

berkeley. ELECTRICIDAD MAGNETISMO ELECTROMAGNETISMO. edicion 2001. castellanopags. 488