Dielétricos

Cap´ıtulo 5
Diel´
etricos e Capacitores
Neste cap´ıtulo vamos come¸car apresentando uma por¸c˜ao de fenˆomenos j´a conhecidos da maior parte de vocˆes e vamos relacion´a-los tentando, ao sistematiz´a-los, produzir f´ormulas matem´aticas que os expressem.

5.1

Rigidez Diel´ etrica J´a vimos anteriormente a diferen¸ca entre um diel´etrico e um condutor. Nos diel´etricos (ou isolantes) os el´etrons est˜ao presos aos n´ ucleos dos a´tomos e portanto, ao contr´ario dos metais, n˜ao existem el´etrons livres nessa substˆancia.
Dado isto, sabemos que se um campo el´etrico for aplicado a um diel´etrico, vai haver uma tendˆencia de afastar os el´etrons de seus n´ ucleos devido a` for¸ca externa.
´ claro que
Mas o que acontece se aumentarmos muito o campo el´etrico externo? E a for¸ca que age em cada el´etron vai aumentando tamb´em, proporcionalmente. Isto pode chegar ao ponto em que a for¸ca externa fica maior do que a for¸ca externa que liga o el´etron ao seu n´ ucleo. Quando isto acontece, os el´etrons passar˜ao a ser livres
˜ UM DIELETRICO
´
- TRANSFORMANDO ENTAO
EM UM CONDUTOR!!!
Esse processo pode ocorrer com qualquer isolante e o campo el´etrico aplicado que o transforma em condutor vai depender da estrutura de cada material.
O valor m´ınimo do campo el´etrico que deve ser aplicado a um diel´etrico
´
para tranform´a-lo em condutor ´e denominado RIGIDEZ DIELETRICA.
Cada material tem seu valor pr´oprio de rigidez diel´etrica, dadas as diferentes estruturas
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microsc´opicas de cada um deles.
Verifica-se experimentalmente que a rigidez diel´etrica do vidro ´e 14 × 106 N/C
(unidade de campo el´etrico!!) enquanto a da mica pode atingir 100 × 106 N/C. A rigidez diel´etrica do ar em contrapartida, ´e bem menor, 3 × 106 N/C.

5.2

Compreendendo centelhas el´ etricas a partir do fenˆ omeno da rigidez el´ etrica Consideremos duas placas eletrizadas com cargas de sinais contr´arios, separadas por uma camada de ar. Se o campo