Eche un vistazo a ese inodoro o lavabo de cerámica en su baño. Probablemente no, pero eso se debe a que este material tiene una propiedad que a menudo se pasa por alto. Es un dieléctrico, lo que significa una sustancia que es un mal conductor de la electricidad, pero un buen medio de almacenamiento eléctrico. Ya sea que estemos hablando de cerámica, vidrio, aire o incluso vacío (otro buen dieléctrico), los científicos usan lo que se llama la constante dieléctrica, que es la relación entre la permitividad de una sustancia y la permitividad del espacio libre. O, en términos simples, la relación de la cantidad de energía eléctrica almacenada en un material por un voltaje aplicado, en relación con la almacenada en el vacío.
¿Confuso? Bueno, quizás sea necesaria una pequeña explicación para disipar algunos de los obstáculos técnicos para la comprensión. En primer lugar, un dieléctrico se define como un material aislante o un conductor muy pobre de corriente eléctrica. Cuando los dieléctricos se colocan en un campo eléctrico, prácticamente no fluye corriente en ellos porque, a diferencia de los metales, no tienen electrones sueltos o libres, que puedan desplazarse a través del material. En cambio, se produce polarización eléctrica, donde las cargas positivas dentro del dieléctrico se desplazan minuciosamente en la dirección del campo eléctrico, y las cargas negativas se desplazan minuciosamente en la dirección opuesta al campo eléctrico. Esta ligera separación de carga, o polarización, reduce el campo eléctrico dentro del dieléctrico mismo. Esta propiedad, como ya se mencionó, lo convierte en un mal conductor, pero un buen medio de almacenamiento.
En la práctica, la mayoría de los materiales dieléctricos son sólidos. Pero, como ya se mencionó, el aire seco también es dieléctrico, al igual que la mayoría de los gases puros y secos, como el helio y el nitrógeno. Estos tienen una constante dieléctrica baja, mientras que cosas como los óxidos metálicos tienen una constante alta. Los materiales con constantes dieléctricas moderadas incluyen cerámica, agua destilada, papel, mica, polietileno y vidrio. A medida que aumenta la constante dieléctrica, aumenta la densidad de flujo eléctrico (la cantidad total de carga eléctrica por área), pero solo si todos los demás factores permanecen sin cambios. Esto a su vez permite que los objetos de un tamaño dado, como conjuntos de placas de metal, retengan su carga eléctrica durante largos períodos de tiempo y / o retengan grandes cantidades de carga.
Debido a que constituyen un buen material aislante (o dieléctrico), los óxidos metálicos, el aire seco y el vacío a menudo se usan en la construcción de condensadores de alta energía, así como líneas de transmisión de radiofrecuencia, donde la energía eléctrica se almacena en frecuencias de radio.
Hemos escrito muchos artículos sobre la constante dieléctrica para la revista Space. Aquí hay un artículo sobre cómo funcionan las microondas, y aquí hay un artículo sobre la prueba de sobremesa de la relatividad general.
Si desea obtener más información sobre la constante dieléctrica, consulte estos artículos de Hiperfísica y física web.
También hemos grabado un episodio completo de Astronomy Cast sobre Electromagnetismo. Escucha aquí, Episodio 103: Electromagnetismo.
Fuentes:
http://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric
http://en.wikipedia.org/wiki/Relative_permittivity
http://en.wikipedia.org/wiki/Flux
http://en.wikipedia.org/wiki/Electrostatic
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/162637/dielectric-constant
http://searchcio-midmarket.techtarget.com/sDefinition/0,,sid183_gci546287,00.html
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/162630/dielectric
