PERMITIVIDAD ELECTRICA
La permitividad está determinada por la tendencia de un
material a polarizarse ante la aplicación de un campo eléctrico y de esa forma
anular parcialmente el campo interno del material. Está directamente
relacionada con la susceptibilidad eléctrica. Por ejemplo, en un condensador
una alta permitividad hace que la misma cantidad de carga eléctrica se almacene
con un campo eléctrico menor y, por ende, a un potencial menor, llevando a una
mayor capacitancia del mismo. Es una magnitud física de carácter escalar . Su
unidad en el Sistema Internacional es el F/m.
En electromagnetismo se define un campo de desplazamiento
eléctrico D , que representa cómo un campo eléctrico E influirá la organización
de las cargas eléctricas en el medio, por ejemplo, redistribución de cargas y
reorientación de dipolos eléctricos. La relación de ambos campos (para medios
lineales) con la permitividad es D= ε * E donde ε es un escalar si el medio es
[isótropo] o una matriz de 3 por 3 en otros casos. La permitividad, tomada en
función de la frecuencia, puede tomar valores reales o complejos. Generalmente
no es una constante ya que puede variar con la posición en el medio, la
frecuencia del campo aplicado, la humedad o la temperatura, entre otros
parámetros. En un medio no lineal, la permitividad puede depender de la
magnitud del campo eléctrico. La unidad de medida en el Sistema Internacional
es el faradio por metro (F/m). El campo de desplazamiento D se mide en culombios
por metro cuadrado (C/m 2), mientras que el campo eléctrico E se mide en
voltios por metro (V/m).
D y E representan el mismo fenómeno, la interacción entre
objetos cargados. D está relacionado con las densidades de carga asociada a
esta interacción. E se relaciona con las fuerzas y diferencias de potencial
involucrada. La permitividad del vacío ε0 , es el factor de escala que
relaciona los valores de D y E en ese medio ε0. es igual a 8.8541878176...×10
-12 F/m. Las unidades de ε0 en el Sistema Internacional de Unidades es farad
por metro (F/m). En el Sistema Internacional de Unidades, la fuerza se mide en
newton (N), la carga en coulomb (C), la distancia en metros (m), y la energía
en julios (J). Como en todas las ecuaciones que describen fenómenos físicos,
usar un sistema consistente de unidades es esencial.
Permitividad del vacío
La permitividad del vacío ε0 es el cociente de los campos D
/ E en ese medio. También aparece en la ley de Coulomb como parte de la
constante de fuerza de Coulomb, que expresa la atracción entre dos cargas
unitarias en el vacío. 1/4 πε0, siendo ε0=8.8541878176* 10-12F/m, donde c es la
velocidad de la luz y µ0 es la permeabilidad magnética del vacío. Estas tres
constantes están totalmente definidas en unidades del SI. ε=εr*ε0=()
Permitividades absoluta y relativa
La permitividad de un material se da normalmente en
relación a la del vacío, denominándose permitividad relativa,(también llamada
constante dieléctrica en algunos casos). La permitividad absoluta se calcula
multiplicando la permitividad relativa por la del vacío.
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