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Tema
13. Dieléctricos (1 hora)
Permitividad
y ruptura dieléctrica.
Desde la perspectiva de nuestro estudio, podemos considerar la materia
como un conjunto de cargas positivas y negativas distribuidas en los núcleos y
en la corteza electrónica, respectivamente, de los átomos que la constituyen.
Una vez estudiados los conductores, pasaremos a estudiar el comportamiento de
los materiales dieléctricos, los cuales se caracterizan, principalmente, por
estar formados por cargas ligadas.
Aunque nuestra idea es realizar un estudio macroscópico del
electromagnetismo, creemos que en este punto es interesante realizar una
descripción microscópica de la materia en forma cualitativa con la idea de
aclarar a los alumnos el efecto del campo eléctrico sobre un átomo o molécula.
Hay que tener en cuenta que un desarrollo
detallado del estudio microscópico de materiales dieléctricos se realizará en
asignaturas posteriores (Física del Estado Sólido I y Técnicas Experimentales
en Propiedades de los Materiales). Sin
embargo, consideramos conveniente introducir los conceptos de moléculas
polares o no polares y la polarizabilidad. Ésta última relaciona
el momento dipolar inducido en cada molécula con el campo eléctrico local. En
general, la polarizabilidad se representa mediante un tensor de rango dos y es
la suma de tres contribuciones correspondientes a la polarización electrónica,
iónica y orientacional.
Desde un punto de vista macroscópico, consideraremos a los dieléctricos
como medios con conductividad nula y caracterizados por una permitividad eléctrica.
Además consideramos interesante que los alumnos conozcan el concepto de ruptura
dieléctrica y el orden de magnitud del campo eléctrico para alcanzar dicha
ruptura en diferentes materiales.