Materiais isolantes e suas propriedades

Unidade 4 - Materiais Isolantes e suas Propriedades
Os isolantes, também conhecidos como dielétricos , são materiais utilizados no confinamento da energia elétrica, seja para fins de segurança (isolação) como no armazenamento de energia. Ao contrário dos materiais condutores e semicondutores, nos materiais isolantes a presença de campo elétrico (aplicação de tensão), provoca o deslocamento das cargas sem liberá-las dos átomos ou moléculas.

A conseqüência é a formação de dipolos elétricos. Portanto, quando um isolante é submetido a um campo elétrico ele sofre polarização.

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Polarização de dielétricos
O comportamento de um material isolante quanto à polarização tem uma lógica bastante semelhante à utilizada na compreensão do magnetismo. Seja um capacitor de placas paralelas submetido a uma tensão V: • Quando as placas forem separadas por vácuo , a capacitância é dada por:

Q = C.V

(Coulombs)

Onde C- representa a capacidade do dispositivo em adquirir carga para 1V de tensão aplicada, e pode ser calculada por:

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Polarização de dielétricos
A capacitância está relacionada às características geométricas do capacitor:

C = εo.

A , l m é conhecida como permissividade do vácuo

onde : ε o = 8,85 x10 −12 F

l é a distância entre as placas, e A é a área das placas.
Se o espaço entre as placas for preenchido com um material isolante, o fenômeno da polarização vai influenciar na capacitância, aumentando-a. A criação de dipolos no isolante absorve energia dos terminais do capacitor, devolvendo-a quando este é descarregado.

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Polarização de dielétricos
A capacitância é aumentada por um fator k (εr) conhecida como constante dielétrica relativa do material. O aumento da