isolantes

Materiais Eletroeletrônicos
Prof. Nilton ([e-mail])
Isolantes – Características gerais

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Polarização de Isolantes
Isolantes (também conhecidos como dielétricos) são materiais de altíssima resistividade, portanto, úteis para confinamento da energia elétrica, tanto por razões de segurança quanto para armazenar energia.
Como a energia necessária para movimentar os elétrons num material isolante é muito grande, quando comparada coma requerida por condutores ou semicondutores, nestes materiais a aplicação de campo elétrico geralmente não provoca a circulação de elétrons (isto é, os ele´trons não seguem da camada de valência para a camada de condução). Entretanto, embora os elétrons não se movimentem, não ficam indiferentes à aplicação de campos elétricos. Quando se aplica um campo elétrico no isolante, há um realinhamento das cargas, num fenômeno conhecido como polarização.

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Polarização de Isolantes
A separação de cargas provocada pela aplicação de um campo elétrico
(cargas positivas alinhando-se na direção do campo e cargas negativas na direção contrária do campo) é análoga à situação na qual um campo elétrico é aplicado às placas de um capacitor. Suponha então um capacitor no qual o meio dielétrico é o vácuo, a carga entre as placas deste capacitor vale:
Q = C x V ( Carga = Capacitância vezes Tensão Aplicada)
A capacitância depende do material dielétrico do capacitor e da sua geometria: C = εε0x(A/ℓ)

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Polarização de Dielétricos
Os materiais dielétricos empregados aumentam a capacitância por um fator k, em relação a um capacitor de mesma geometria que tem como dielétrico o vácuo. Este fator k é chamado constante dielétrica relativa do material.
Por que o material dielétrico aumenta a capacitância?
Quando uma campo elétrico é aplicado, ocorre a formação de um dipolo. A diferença de potencial deste dipolo é oposta à do campo elétrico inicial.
Sendo assim, a diferença de potencial resultante final será menor.