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representados na figura abaixo +

• Dielétrico qualquer, sob ação de um campo

elétrico uniforme caracterizado pelo vetor E.

Sobre os dipolos atuam os binários

representados na figura abaixo.

• Polarização de um dielétrico

• Dielétrico qualquer, sob ação de um campo

elétrico uniforme caracterizado pelo vetor E.

Sobre os dipolos atuam os binários

representados na figura abaixo.

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• Os dipolos “giram” até uma posição de equilíbrio. Quando esta configuração ocorre, todos os dipolos da face esquerda terminam com cargas negativas e os da face direita terminam com cargas positivas, contrariando o campo elétrico externo E, dentro do material.

• Os dipolos “giram” até uma posição de equilíbrio. Quando esta configuração ocorre, todos os dipolos da face esquerda terminam com cargas negativas e os da face direita terminam com cargas positivas, contrariando o campo elétrico externo E, dentro do material.

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• Aparecem, desta maneira, cargas negativas na

face esquerda e positivas na face direita, o que

constitui a polarização do dielétrico.

• Aparecem, desta maneira, cargas negativas na

face esquerda e positivas na face direita, o que

constitui a polarização do dielétrico.

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• A polarização tem como consequência imediata a movimentação e orientação das cargas

(dipolos),portanto o armazenamento da energia no meio material.

• Isso é traduzido pela chamada “ capacitância “ C . C= q / V ( em Farad, F ; 1F= 1C/1V )

• A polarização tem como consequência imediata a movimentação e orientação das cargas

(dipolos),portanto o armazenamento da energia no meio material.

• Isso é traduzido pela chamada “ capacitância “ C . C= q / V ( em Farad, F ; 1F= 1C/1V )

• Um conjunto constituído por duas superfícies

condutoras separadas por um isolante ( dielétrico) e

com a função específica de armazenar energia na forma de campo elétrico (isto é, armazenar cargas elétricas), é chamado capacitor

• capacitância do conjunto: (C) grandeza que descreve esta capacidade, função da geometria (S,d) e do material (e)

• Um conjunto constituído por duas superfícies

condutoras separadas por um isolante ( dielétrico) e

com a função específica de armazenar energia na forma de campo elétrico (isto é, armazenar cargas elétricas), é chamado capacitor

• capacitância do conjunto: (C) grandeza que descreve esta capacidade, função da geometria (S,d) e do material (e)

• Permissividade Dielétrica

É a propriedade que descreve o maior ou menor grau de polarização de um dielétrico em presença de um campo elétrico externo, ou ainda, a propriedade de um dielétrico em reagir à ação do campo elétrico externo, em sua estrutura interna

e

(unidade: F/m ) (F : Farad )

Assim, quanto menor a ação (isto é, maior o enfraquecimento) do campo elétrico externo no

interior do dielétrico, maior a permissividade

dielétrica

e

do isolante porque maior é a polarização

de seus dipolos elétricos contrários ao campo externo.

• Permissividade Dielétrica

É a propriedade que descreve o maior ou menor grau de polarização de um dielétrico em presença de um campo elétrico externo, ou ainda, a propriedade de um dielétrico em reagir à ação do campo elétrico externo, em sua estrutura interna

e

(unidade: F/m ) (F : Farad )

Assim, quanto menor a ação (isto é, maior o

enfraquecimento) do campo elétrico externo no

interior do dielétrico, maior a permissividade

dielétrica

e

do isolante porque maior é a polarização

de seus dipolos elétricos contrários ao campo externo.

• O valor da permissividade dielétrica do ar ou vácuo (εo) é uma constante

universal, determinada como sendo:

εo= 8,854 x 10-12 F/m

• Permissividade relativa de um dado material (εr) :

é a relação entre a permissividade do material (ε) e a permissividade do ar ou do vácuo (εo)

εr = ε / εo

sendo

ε

r portanto um número adimensional, conhecido também como

constante dielétrica, K ( K = εr )

• O valor da permissividade dielétrica do ar ou vácuo (εo) é uma constante

universal, determinada como sendo:

εo= 8,854 x 10-12 F/m

• Permissividade relativa de um dado materialr) :

é a relação entre a permissividade do material (ε) e a permissividade do ar ou do vácuo (εo)

εr = ε / εo

sendo

ε

r portanto um número adimensional, conhecido também como

Frequência (Hz) K ε r = ε/ εo 102 6,5 104 4,7 106 3,4 108 2,8 1010 2,6

A permissividade dielétrica

ε

dos materiais varia em

função da temperatura e da frequência de utilização. Variação da constante dielétrica K, função da

frequência, para o material isolante PVC :

A permissividade dielétrica

ε

dos materiais varia em

função da temperatura e da frequência de utilização.

Variação da constante dielétrica K, função da frequência, para o material isolante PVC :

Material a 20oC 50Hz 60Hz K εr = ε/ εo Vácuo 1 Ar 1.00058 PTFE/Teflon 2.1 Polyethyleno 2.25 Poliamidas 3.4 Polypropyleno 2.2–2.36 Polystyrene 2.4–2.7 Mylar (Poliéster) 3.1 Papel 3.85

Polímeros eletroativos PEA 2–12

Mica 3-6

Dióxido de silício ( sílica ) 3.9

Safira 8.9–11.1

Concreto 4.5

Material a 20oC 50Hz 60Hz K εr = ε/ εo Neoprene 6.7 Borrachas em geral 7 Diamante 5.5–10 Sal 3–15 Grafite 10–15 Silício 11.7 Amônia 17 (20 °C) Metanol 30 Etileno glicol 37 Furfural 42.0 Glicerina 42.5 ( 25 °C) Água pura 80 ( 20°C)

Material a 20oC 50Hz 60Hz K εr = ε/ εo Formamida 84.0 (20 °C) Acido Fluorídrico 83.6 (0 °C) Acido Sulfúrico 84-100 ( 20 OC – 25OC ) Peróxido de Hidrogênio 128 –60 (−30 – 25 °C) Dióxido de Titânio 86–173 Titanato de Estrôncio 310

Titanato de Estrôncio -Bário 500

Titanato de Bário 1200–10000 (20–120 °C)

Titanato de Zircônio - Chumbo 500–6000

Polímeros Conjugados 1.8–6 até 100000

• Rigidez dielétrica

• A rigidez dielétrica especifica a tensão máxima (Vmax) que pode ser aplicada entre dois eletrodos sem que ocorra o centelhamento, quando o material deixa de ser isolante.

A rigidez dielétrica mede a qualidade de um material como isolante.

• Rigidez dielétrica

• A rigidez dielétrica especifica a tensão máxima (Vmax) que pode ser aplicada entre dois eletrodos sem que ocorra o centelhamento, quando o material deixa de ser isolante.

A rigidez dielétrica mede a qualidade de um material como isolante.

• Para o ar (ar seco), por exemplo, o valor indicado resulta em que a cada 1 cm temos uma tensão de

30 000 volts. (3kV/mm) ( ar úmido 1.8kV/mm)

• Para o ar (ar seco), por exemplo, o valor indicado resulta em que a cada 1 cm temos uma tensão de

• Rigidez dielétrica (V máx) é o limite máximo da tensão elétrica por unidade de espessura (kV/mm) que um determinado material pode suportar sem romper, isto é, o valor máximo de diferença de potencial aplicada, acima do qual o dielétrico deixa bruscamente de funcionar como isolante, permitindo a passagem de corrente elétrica.

• A rigidez dielétrica se reduz (piora) com o aumento da frequência e com o aumento da temperatura de trabalho ( envelhecimento ).

• Rigidez dielétrica (V máx) é o limite máximo da

tensão elétrica por unidade de espessura (kV/mm) que um determinado material pode suportar sem romper, isto é, o valor máximo de diferença de potencial aplicada, acima do qual o dielétrico deixa bruscamente de funcionar como isolante, permitindo a passagem de corrente elétrica.

• A rigidez dielétrica se reduz (piora) com o aumento da frequência e com o aumento da temperatura de trabalho ( envelhecimento ).

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