dieléctrica

Dieléctrica es el término utilizado para describir a un material aislante que, cuando se somete a un campo eléctrico externo, puede polarizarse sin conducir corriente en condiciones normales. Estos materiales cumplen la función de evitar la conducción de electricidad entre dos conductores mientras permiten la acumulación de carga en efecto electromagnético, lo que facilita el almacenamiento de energía en dispositivos como capacitores. La energía almacenada en un dieléctrico es W = 1/2 C V^2, y la capacitancia C de una placa cargada depende del espesor d, del área A y de la permitividad del medio: C = ε A / d, donde ε = ε0 εr y εr es la constante dieléctrica relativa del material.

Las propiedades principales de los dieléctricos son la permitividad eléctrica y el factor de pérdidas. La permitividad, frecuentemente expresada como εr, indica cuánto se aumenta la capacidad de almacenamiento de un medio en comparación con el vacío. Esta propiedad, así como la polarización del material, depende de la temperatura, la frecuencia del campo aplicado y de la composición química. En frecuencias variables, la respuesta dieléctrica se describe mediante la permitividad compleja ε*(ω) = ε'(ω) − i ε''(ω), donde ε' representa el almacenamiento de energía y ε'' las pérdidas asociadas. El cociente tan δ = ε''/ε' cuantifica la disipación de energía.

Existen dieléctricos en estados sólido, líquido y gaseoso, y pueden ser polares o no polares; también hay dieléctricos ferroelectricos y anisotrópicos en cristales. Su uso principal es como aislantes y como material de almacenamiento en capacitores, además de aislar componentes en cables, transformadores, dispositivos semiconductores y otros sistemas de alta tensión. La ruptura dieléctrica, determinada por la resistencia eléctrica del material, impone el voltaje máximo operativo y puede verse afectada por impurezas, temperatura y humedad.