Permitividad

La permitividad eléctrica es una propiedad de los materiales que describe su capacidad para polarizarse y almacenar energía en presencia de un campo eléctrico. En términos simples, permite entender cuánta carga eléctrica puede acumularse por unidad de volumen cuando se aplica una diferencia de potencial. La permitividad está estrechamente relacionada con la capacidad eléctrica de un dieléctrico y de este modo influye en el comportamiento de componentes como condensadores, aislantes y líneas de transmisión.

La permitividad se expresa como un vector o una magnitud en diferentes contextos. En un medio lineal e isotrópico, la relación entre el desplazamiento eléctrico D y el campo eléctrico E se escribe como D = ε E, donde ε es la permitividad del medio. En la forma más común, ε = ε0 εr, donde ε0 es la permitividad del vacío (aproximadamente 8.854 × 10^-12 F/m) y εr es la permitividad relativa, una cantidad adimensional. En materiales anisotrópicos, la permitividad puede describirse mediante una tensor.

En corriente alterna y en materiales dieléctricos, la permitividad se generaliza a una permitividad compleja ε*(ω) = ε'(ω) − j ε''(ω). La parte real ε' describe el almacenamiento de energía, mientras que la parte imaginaria ε'' describe la pérdida de energía. El cociente ε''/ε' define el factor de pérdidas, o tan δ, que depende de la frecuencia y la temperatura.

Las aplicaciones incluyen capacitores, aislamiento eléctrico, cables y sistemas de telecomunicación. La permitividad se determina mediante métodos como mediciones de capacitancia, espectroscopia de impedancia y pruebas de dispersión dieléctrica.