dielettrico

Il dielettrico è una sostanza o materiale che, pur essendo in genere un isolante, può essere polarizzato dall’applicazione di un campo elettrico. In ambito elettrico ed elettronico è comunemente impiegato come materiale di isolamento e come mezzo per immagazzinare energia nei condensatori.

La proprietà caratteristica è la permittività. Descrive la risposta del materiale al campo elettrico. La permittività assoluta è ε = ε0 ε_r, dove ε0 è la costante dielettrica nel vuoto (circa 8,854×10^-12 F/m) e ε_r è la permittività relativa. L’uso principale dei dielettrici è immagazzinare energia: la capacità è proporzionale a ε_r e alle geometrie. Esiste inoltre la perdita dielettrica, descritta dalla tangente di perdita tan δ, che quantifica l’energia dissipata nel materiale durante l’oscillazione del campo.

Polarizzazione: i dielettrici polarizzano le molecole allineando dipoli o spostando cariche in risposta al campo. I meccanismi includono polarizzazione elettronica, ionica, orientazionale e di spazio-carica; la risposta dipende dalla frequenza e dalla temperatura. Con campi elevati si può verificare la rottura dielettrica, che determina la massima differenza di potenziale sopportabile dal materiale.

Classificazione: i dielettrici si dividono in naturali (gas come l’aria, vetro, ceramiche dielettriche) e artificiali o composti (polimeri come polietilene e PTFE; ceramiche ferroelettriche; oli isolanti; vetri speciali). Ogni tipo presenta caratteristiche diverse di ε_r, perdita e resistenza al breakdown.

Applicazioni: nei condensatori per immagazzinare energia e modulare segnali; come isolamento in cavi, trasformatori e apparecchiature ad alta tensione; in sistemi elettronici e ottici che richiedono un dielettrico stabile e affidabile. La scelta dipende da ε_r, dalle perdite, dalla resistenza al breakdown e dalle condizioni operative.