Constante dieléctrica

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Constante dieléctrica (DC) y factor de disipación (DF)

Dielectric Constant

La constante dieléctrica se utiliza para determinar la capacidad de un aislante para almacenar energía eléctrica. Cuando la constante se intensifica pero otros factores permanecen iguales, el campo de fuerza eléctrica crece en densidad. En estas condiciones, un objeto de un peso y una medida específicos puede contener una carga eléctrica, así como mayores cantidades de carga, durante períodos de tiempo más prolongados. Capacidades de alto valor se encuentran entre los materiales que se benefician de tener constantes dieléctricas altas. La constante dieléctrica es la relación de la capacitancia inducida por dos placas metálicas con un aislante entre ellas a la capacitancia de las mismas placas con aire o vacío entre ellas. El factor de disipación se define como el recíproco de la relación entre la reactancia capacitiva de los materiales aislantes y su resistencia a una frecuencia especificada. Mide la ineficiencia de un material aislante. Si un material se usara con fines estrictamente aislantes, sería mejor tener una constante dieléctrica más baja. Sin embargo, una constante dieléctrica de alto nivel no es exactamente una condición ideal para todas las sustancias. Un material que tenga una constante dieléctrica alta será más vulnerable a separarse cuando se lo exponga a campos eléctricos extremos, al menos en contraste con sustancias con constantes más bajas. El aire seco es un ejemplo de una sustancia con una constante dieléctrica baja que, sin embargo, produce una sustancia dieléctrica ideal para los condensadores que utilizan los transmisores de radiofrecuencias totalmente potentes. En el caso de que el dieléctrico conduzca una carga eléctrica y luego comience a descomponerse, la condición es solo temporal. Una vez que el campo extremo de la energía eléctrica se desploma, el aire vuelve a su nivel dieléctrico regular. Otras sustancias podrían incurrir en daños duraderos en tales condiciones. Los ejemplos incluyen vidrio y polietileno.

Constante dieléctrica (permitividad)

La constante dieléctrica de un material aislante se define como la relación entre la carga almacenada en un material aislante colocado entre dos placas metálicas y la carga que se puede almacenar cuando el material aislante se reemplaza por aire (o vacío). Definida de otra manera, la constante dieléctrica es la relación entre la capacitancia de dos placas metálicas con un aislante colocado entre ellas y la capacitancia de las mismas placas con un vacío entre ellas. Capacitancia constante dieléctrica, material como capacitancia dieléctrica, aire o vacío como dieléctrico.

Capacitancia, material como dieléctrico

Constante dieléctrica = ------------------------------------------------------------------------------

Capacitancia, aire o vacío como dieléctrico

En pocas palabras, la constante dieléctrica indica la capacidad de un aislante para almacenar energía eléctrica. En muchas aplicaciones, se requieren materiales aislantes para funcionar como condensadores. Estas aplicaciones se benefician mejor con materiales plásticos que tienen una constante dieléctrica alta. Los materiales con una constante dieléctrica alta también han ayudado a reducir el tamaño físico de los condensadores. Además, cuanto más delgado sea el material aislante, mayor será la capacitancia. Debido a este hecho, las láminas de plástico se utilizan ampliamente en aplicaciones que requieren alta capacitancia. Una de las funciones principales de un aislador es aislar los conductores portadores de corriente entre sí y del suelo. Si el aislante se usa estrictamente para este propósito, es deseable que la capacitancia del material aislante sea lo más pequeña posible. Para estas aplicaciones, se buscan materiales con una constante dieléctrica muy baja. La constante dieléctrica del aire (o vacío) es 1 en todas las frecuencias. La constante dieléctrica de los plásticos varía de 2 a 20. La prueba de la constante dieléctrica es bastante simple. La muestra de prueba se coloca entre los dos electrodos, y se mide la capacitancia. A continuación, la muestra de prueba se reemplaza por aire y se mide nuevamente el valor de capacitancia. El valor de la constante dieléctrica se determina a partir de la relación de las dos medidas. Los valores de la constante dieléctrica se ven afectados por factores como la frecuencia, el voltaje, la temperatura y la humedad.

IEC 60250

El aire seco es un ejemplo de una sustancia con una constante dieléctrica baja que, sin embargo, produce una sustancia dieléctrica ideal para los condensadores que utilizan los transmisores de radiofrecuencias totalmente potentes. En el caso de que el dieléctrico conduzca una carga eléctrica y luego comience a descomponerse, la condición es solo temporal. Una vez que el campo extremo de la energía eléctrica se desploma, el aire vuelve a su nivel dieléctrico regular. Otras sustancias podrían incurrir en daños duraderos en tales condiciones. Los ejemplos incluyen vidrio y polietileno.

Procedimiento de prueba:

Cuando se va a utilizar un material en aplicaciones eléctricas donde se necesita alta capacitancia, se requiere una constante dieléctrica más alta. La prueba se puede realizar a diferentes frecuencias, a menudo entre el rango de 10Hz y 2MHz; el cliente determina la frecuencia específica. Se coloca una muestra entre dos placas metálicas y se mide la capacitancia. Se mide una segunda corrida sin la muestra entre los dos electrodos. La relación de estos dos valores es la constante dieléctrica.

Normas : Constante dieléctrica (DC) y factor de disipación (DF) según ASTM D150, IEC 60250