Permitividad

Permitividad 1

Permitividad

La permitividad (o impropiamente constante dieléctrica) es una constante física que describe cómo un campo

eléctrico afecta y es afectado por un medio. La permitividad del vacío es 8,8541878176x10-12 F/m.

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.

Explicación

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

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/m2), 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 involucradas. La

permitividad del vacío , es el factor de escala que relaciona los valores de D y E en ese medio. es igual a

8.8541878176...×10-12 F/m. Las unidades de en el Sistema Internacional de Unidades es farad por metro (F/m).

En el Sistema Internacional de Unidades, la fuerza se mide en newtons (N), la carga en coulombs (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 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.

donde es la velocidad de la luz y es la permeabilidad magnética del vacío. Estas tres constantes están

totalmente definidas en unidades del SI.

Permitividad 2

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:

donde es la susceptibilidad eléctrica del material. En la siguiente tabla se muestran las permitividades absolutas

de algunos dieléctricos:

Material (pF/m) Material (pF/m)

Aceite mineral 19,5 Caucho de 20 a

50

Acetona 191 Madera de 10 a

60

Aire 8,84 Papel duro 49,5

Agua

destilada

81 PVC de 30 a

40

Baquelita de 50 a

80

Vidrio de 40 a

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