comportamento dielettrico

Moltiplicando per : III Comportamento di un materiale isolante in un campo elettrico esterno 1.0 La costante dielettrica relativa III Comportamento di un materiale isolante in un campo elettrico esterno La costante dielettrica relativa Da osservazioni sperimentali risulta che la capacità di un condensatore varia, qualora fra le due armature venga sostituito al vuoto (o aria) un materiale isolante, omogeneo e isotropo. Consideriamo un condensatore piano, la cui capacità sia data dall'espressione: quando fra le armature c'è l'aria. Inserendo un materiale non conduttore, la capacità si modifica e risulta maggiore nel rapporto , così definita, è la costante dielettrica relativa del mezzo. La nuova capacità può essere quindi espressa come: 2.0 Dielettrici Ricordiamo brevemente che un conduttore è un metallo la cui disposizione degli atomi del reticolo cristallino è tale da lasciare essenzialmente “liberi” alcuni elettroni (1 o 2 per atomo). L'energia caratteristica dell'interazione fra questi elettroni e il reticolo è piccola, inferiore all'energia termica. In prima approssimazione tali elettroni formano un “gas” e sotto l'azione di un campo elettrico si spostano venendosi così a creare una separazione di cariche: tale movimento avviene finché il campo elettrico interno (creato dalla separazione delle cariche si oppone al campo . All'equilibrio “elettrostatico” il campo all'interno risulta nullo. Il conduttore si è caricato in superficie. Ne risulta un “movimento ordinato” nel tempo (concetto di corrente) se viene mantenuta una differenza di potenziale ai capi di un conduttore. Gli elettroni liberi sono detti di conduzione. Gli isolanti, detti dielettrici sono caratterizzati dall'avere atomi o molecole, con gli elettroni legati ai rispettivi nuclei. Tali elettroni non sono liberi di muoversi sotto l'influenza di un campo elettrico applicato. Tuttavia avviene una separazione tra le cariche (+) e le cariche (-). Ne nasce un dipolo indotto che si orienta nel campo. Molecola a simmetria sferica: (1) momento di dipolo 3.0 Molecole polari Esistono molecole che hanno momento di dipolo permanente derivante da una distribuzione asimmetrica di cariche. I dipoli sono orientati in tutte le direzioni e il momento risultante è nullo. In campo acquistano un momento diverso da zero (es. molecole dell'acqua): dipoli senza campo dal loro allineamento nasce un campo che indebolisce il campo applicato nel rapporto: 3.1 Calcolo di all'interno di un dielettrico posto fra le armature di un condensatore. I dipoli si orientano lungo il campo: sono sottoposti ad una coppia di momento (2) Si può supporre che le cariche adiacenti si elidano e rimanga un unico dipolo con cariche e , cariche di “polarizzazione” che creano a loro volta che si sovrappone al campo applicato creato dalle (libere) sulle armature. Sono vettori // e discordi, avendo scelto un condensatore piano. Poiché ; ; da cui Per trovare un legame tra e si Continua »