Conceito de Dieléctrico
O termo dieléctrico é utilizado para designar qualquer substância que não seja condutora de electricidade. Nos dieléctricos não existem electrões livres de condução eléctrica, isto é, todos os electrões estão ligados aos átomos ou às moléculas que o constituem.
Se o campo eléctrico for muito forte, poderá acontecer que a separação entre os electrões e os núcleos seja muito grande, podendo levar à libertação de alguns electrões, deixando as respectivas moléculas ionizadas. Este fenómeno constitui o que se designa por ruptura do dieléctrico, o que faz com que apareçam cargas livres, transformando o dieléctrico num condutor. No entanto, estas cargas livres desaparecem muito rapidamente devido à acção do campo. Um bom exemplo de um ruptura de um dieléctrico é um raio: o ar é um dieléctrico que não permite a passagem de cargas eléctricas entre as nuvens e a superfície da Terra; quando o campo fica muito intenso, dá-se a ruptura de algumas moléculas do ar e uma descarga eléctrica brusca com transferência de cargas eléctricas.
Cada dieléctrico é caracterizado por um valor máximo do campo eléctrico que pode suportar sem ruptura, ao qual é dado o nome de rigidez dieléctrica.
Outra constante característica dos dieléctricos é a chamada constante dieléctrica que permite medir o aumento da capacidade de um condensador quando o dieléctrico é introduzido entre as suas armaduras, sendo que tal é independente da forma e do tamanho do condensador. Tal fenómeno foi descoberto por Cavendish no século XVIII e estudado por Michael Faraday no século seguinte.
Constante dieléctrica e rigidez dieléctrica de várias substâncias
Fonte: Tipler, P.A. Physics, Worth Publishers, New York, 1976
Substância | Constante Dieléctrica K |
Rigidez Dieléctrica Emáx/kV.mm-1 |
Água (20ºC) | 80 | – |
Ar | 1,00059 | 3 |
Baquelite | 4,9 | 24 |
Óleo de transformador | 2,24 | 12 |
Papel | 3,7 | 16 |
Acrílico | 3,4 | 40 |
Vidro pirex | 5,6 | 14 |
Porcelana | 7 | 5,7 |
Poliestireno | 2,55 | 24 |