Dielettrico - Dielectric

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v T e

Un materiale dielettrico polarizzato

In elettromagnetismo , un dielettrico (o materiale dielettrico o dielettrico ) è un isolante elettrico che può essere polarizzato da un applicato campo elettrico . Quando un materiale dielettrico viene posto in un campo elettrico, le cariche elettriche non fluiscono attraverso il materiale come fanno in un conduttore elettrico , ma si spostano solo leggermente dalle loro posizioni medie di equilibrio, causando la polarizzazione dielettrica . A causa della polarizzazione dielettrica , le cariche positive si spostano nella direzione del campo e le cariche negative si spostano nella direzione opposta al campo (ad esempio, se il campo si muove parallelamente all'asse x positivo, le cariche negative si spostano nella direzione negativa direzione x). Questo crea un campo elettrico interno che riduce il campo complessivo all'interno del dielettrico stesso. Se un dielettrico è composto da molecole debolmente legate , quelle molecole non solo si polarizzano, ma si riorientano anche in modo che i loro assi di simmetria si allineino al campo.

Lo studio delle proprietà dielettriche riguarda l'immagazzinamento e la dissipazione dell'energia elettrica e magnetica nei materiali. I dielettrici sono importanti per spiegare vari fenomeni in elettronica , ottica , fisica dello stato solido e biofisica cellulare .

Terminologia

Sebbene il termine isolante implichi una bassa conduzione elettrica , dielettrico indica tipicamente materiali con un'elevata polarizzabilità . Quest'ultimo è espresso da un numero chiamato permittività relativa . Il termine isolante viene generalmente utilizzato per indicare l'ostruzione elettrica mentre il termine dielettrico viene utilizzato per indicare la capacità di immagazzinamento di energia del materiale (mediante polarizzazione). Un esempio comune di dielettrico è il materiale elettricamente isolante tra le armature metalliche di un condensatore . La polarizzazione del dielettrico da parte del campo elettrico applicato aumenta la carica superficiale del condensatore per la data intensità del campo elettrico.

Il termine dielettrico è stato coniato da William Whewell (da dia + electric ) in risposta a una richiesta di Michael Faraday . Un dielettrico perfetto è un materiale con conducibilità elettrica nulla ( cfr. conduttore perfetto conducibilità elettrica infinita), esibendo quindi solo una corrente di spostamento ; quindi immagazzina e restituisce energia elettrica come se fosse un condensatore ideale.

Suscettibilità elettrica

La suscettività elettrica χ _e di un materiale dielettrico è una misura di quanto facilmente polarizza in risposta ad un campo elettrico. Questo, a sua volta, determina la permittività elettrica del materiale e quindi influenza molti altri fenomeni in quel mezzo, dalla capacità dei condensatori alla velocità della luce .

È definita come la costante di proporzionalità (che può essere un tensore ) che mette in relazione un campo elettrico E con la densità di polarizzazione dielettrica indotta P tale che

${\displaystyle \mathbf {P} =\varepsilon _{0}\chi _{e}\mathbf {E},}$

dove ε ₀ è la permittività elettrica dello spazio libero .

La suscettibilità di un mezzo è correlata alla sua permittività relativa ε _r by

${\displaystyle \chi _{e}\ =\varepsilon _{r}-1.}$

Quindi in caso di vuoto

${\displaystyle \chi _{e}\ =0.}$

Lo spostamento elettrico D è correlato alla densità di polarizzazione P di

${\displaystyle \mathbf {D} \ =\ \varepsilon _{0}\mathbf {E} +\mathbf {P} \ =\ \varepsilon _{0}\left(1+\chi _{e}\right )\mathbf {E} \ =\ \varepsilon _{0}\varepsilon _{r}\mathbf {E} .}$

Dispersione e causalità

In generale, un materiale non può polarizzarsi istantaneamente in risposta a un campo applicato. La formulazione più generale in funzione del tempo è

${\displaystyle \mathbf {P} (t)=\varepsilon _{0}\int _{-\infty}^{t}\chi _{e}\left(t-t'\right)\mathbf {E } (t')\,dt'.}$

Cioè, la polarizzazione è una convoluzione del campo elettrico in momenti precedenti con il tempo-dipendente suscettibilità in χ _e (Δ t ). Anche il limite superiore di questo integrale può essere esteso all'infinito se si definisce χ _e (Δ t ) = 0 per Δ t < 0 . Una risposta istantanea corrisponde alla suscettività della funzione delta di Dirac χ _e (Δ t ) = χ _e δ (Δ t ) .

È più conveniente in un sistema lineare prendere la trasformata di Fourier e scrivere questa relazione in funzione della frequenza. Per il teorema di convoluzione , l'integrale diventa un prodotto semplice,

${\displaystyle \mathbf {P} (\omega)=\varepsilon _{0}\chi _{e}(\omega)\mathbf {E} (\omega).}$

La suscettibilità (o equivalentemente la permittività) dipende dalla frequenza. La variazione della suscettibilità rispetto alla frequenza caratterizza le proprietà di dispersione del materiale.

Inoltre, il fatto che la polarizzazione possa dipendere solo dal campo elettrico in tempi precedenti (cioè χ _e (Δ t ) = 0 per Δ t < 0 ), conseguenza della causalità , impone vincoli di Kramers–Kronig al reale e all'immaginario parti della suscettibilità χ _e ( ω ).

Polarizzazione dielettrica

Modello atomico di base

Interazione del campo elettrico con un atomo secondo il modello dielettrico classico.

Nell'approccio classico al dielettrico, il materiale è costituito da atomi. Ogni atomo è costituito da una nuvola di carica negativa (elettroni) legata e circondata da una carica puntiforme positiva al suo centro. In presenza di un campo elettrico, la nuvola di carica è distorta, come mostrato in alto a destra della figura.

Questo può essere ridotto ad un semplice dipolo usando il principio di sovrapposizione . Un dipolo è caratterizzata dal suo momento di dipolo , una quantità vettoriale mostrato in figura con la freccia blu etichettato M . È il rapporto tra il campo elettrico e il momento di dipolo che dà origine al comportamento del dielettrico. (Si noti che il momento di dipolo punta nella stessa direzione del campo elettrico nella figura. Questo non è sempre il caso, ed è una grande semplificazione, ma è vero per molti materiali.)

Quando il campo elettrico viene rimosso, l'atomo ritorna al suo stato originale. Il tempo necessario per farlo è il cosiddetto tempo di rilassamento ; un decadimento esponenziale.

Questa è l'essenza del modello in fisica. Il comportamento del dielettrico ora dipende dalla situazione. Più complicata è la situazione, più ricco deve essere il modello per descrivere con precisione il comportamento. Le domande importanti sono:

• Il campo elettrico è costante o varia nel tempo? A che velocità?
• La risposta dipende dalla direzione del campo applicato ( isotropia del materiale)?
• La risposta è la stessa ovunque ( omogeneità del materiale)?
• Devono essere presi in considerazione limiti o interfacce?
• La risposta è lineare rispetto al campo o ci sono non linearità ?

La relazione tra il campo elettrico E e il momento di dipolo M dà luogo al comportamento del dielettrico, che, per un dato materiale, può essere caratterizzato dalla funzione F definita dall'equazione:

${\displaystyle \mathbf {M} =\mathbf {F} (\mathbf {E})}$.

Definito sia il tipo di campo elettrico che il tipo di materiale, si sceglie la funzione F più semplice che predice correttamente i fenomeni di interesse. Esempi di fenomeni che possono essere così modellati includono:

• Indice di rifrazione
• Dispersione della velocità di gruppo
• birifrangenza
• autofocus
• Generazione armonica

polarizzazione dipolare

La polarizzazione dipolare è una polarizzazione che è inerente alle molecole polari (polarizzazione di orientamento), o può essere indotta in qualsiasi molecola in cui è possibile la distorsione asimmetrica dei nuclei (polarizzazione di distorsione). La polarizzazione di orientamento risulta da un dipolo permanente, ad esempio quello derivante dall'angolo di 104,45° tra i legami asimmetrici tra atomi di ossigeno e idrogeno nella molecola d'acqua, che mantiene la polarizzazione in assenza di un campo elettrico esterno. L'assemblaggio di questi dipoli forma una polarizzazione macroscopica.

Quando viene applicato un campo elettrico esterno, la distanza tra le cariche all'interno di ciascun dipolo permanente, che è legata al legame chimico , rimane costante nella polarizzazione di orientamento; tuttavia, la direzione della polarizzazione stessa ruota. Questa rotazione avviene su una scala temporale che dipende dalla coppia e dalla viscosità locale circostante delle molecole. Poiché la rotazione non è istantanea, le polarizzazioni dipolari perdono la risposta ai campi elettrici alle frequenze più alte. Una molecola ruota di circa 1 radiante per picosecondo in un fluido, quindi questa perdita si verifica a circa 10 ¹¹ Hz (nella regione delle microonde). Il ritardo della risposta alla variazione del campo elettrico provoca attrito e calore.

Quando un campo elettrico esterno viene applicato a frequenze infrarosse o meno, le molecole vengono piegate e allungate dal campo e il momento di dipolo molecolare cambia. La frequenza di vibrazione molecolare è all'incirca l'inverso del tempo impiegato dalle molecole per piegarsi e questa polarizzazione di distorsione scompare al di sopra dell'infrarosso.

polarizzazione ionica

La polarizzazione ionica è la polarizzazione causata da spostamenti relativi tra ioni positivi e negativi nei cristalli ionici (ad esempio NaCl ).

Se un cristallo o una molecola è costituito da atomi di più di un tipo, la distribuzione delle cariche attorno a un atomo nel cristallo o nella molecola tende a essere positiva o negativa. Di conseguenza, quando le vibrazioni reticolari o le vibrazioni molecolari inducono spostamenti relativi degli atomi, vengono spostati anche i centri delle cariche positive e negative. Le posizioni di questi centri sono influenzate dalla simmetria degli spostamenti. Quando i centri non corrispondono, la polarizzazione sorge nelle molecole o nei cristalli. Questa polarizzazione è chiamata polarizzazione ionica .

La polarizzazione ionica provoca l' effetto ferroelettrico così come la polarizzazione dipolare . La transizione ferroelettrica, che è causata dall'allineamento degli orientamenti dei dipoli permanenti lungo una particolare direzione, è chiamata transizione di fase ordine-disordine . La transizione causata dalle polarizzazioni ioniche nei cristalli è chiamata transizione di fase displaciva .

Nelle cellule

La polarizzazione ionica consente la produzione di composti ricchi di energia nelle cellule (la pompa protonica nei mitocondri ) e, a livello della membrana plasmatica , l'instaurazione del potenziale di riposo , il trasporto di ioni energeticamente sfavorevole e la comunicazione cellula-cellula (il Na+/ K+-ATPasi ).

Tutte le cellule nei tessuti del corpo animale sono polarizzate elettricamente – in altre parole, mantengono una differenza di voltaggio attraverso la membrana plasmatica della cellula , nota come potenziale di membrana . Questa polarizzazione elettrica deriva da una complessa interazione tra trasportatori ionici e canali ionici .

Nei neuroni, i tipi di canali ionici nella membrana di solito variano tra le diverse parti della cellula, conferendo ai dendriti , all'assone e al corpo cellulare diverse proprietà elettriche. Di conseguenza, alcune parti della membrana di un neurone possono essere eccitabili (capaci di generare potenziali d'azione), mentre altre no.

Dispersione dielettrica

In fisica, la dispersione dielettrica è la dipendenza della permittività di un materiale dielettrico dalla frequenza di un campo elettrico applicato. Poiché c'è un ritardo tra i cambiamenti nella polarizzazione e i cambiamenti nel campo elettrico, la permittività del dielettrico è una funzione complicata della frequenza del campo elettrico. La dispersione dielettrica è molto importante per le applicazioni dei materiali dielettrici e per l'analisi dei sistemi di polarizzazione.

Questo è un esempio di un fenomeno generale noto come dispersione del materiale : una risposta dipendente dalla frequenza di un mezzo per la propagazione delle onde.

Quando la frequenza diventa più alta:

1. la polarizzazione dipolare non può più seguire le oscillazioni del campo elettrico nella regione delle microonde intorno a 10 ¹⁰  Hz ;
2. la polarizzazione ionica e la polarizzazione della distorsione molecolare non possono più seguire il campo elettrico oltre la regione dell'infrarosso o del lontano infrarosso intorno a 10 ¹³ Hz, ;
3. la polarizzazione elettronica perde la sua risposta nella regione dell'ultravioletto intorno a 10 ¹⁵  Hz.

Nella regione di frequenza sopra ultravioletta, permettività avvicina la costante ε ₀ in ogni sostanza, dove ε ₀ è la permittività dello spazio libero. Poiché la permittività indica la forza della relazione tra un campo elettrico e la polarizzazione, se un processo di polarizzazione perde la sua risposta, la permittività diminuisce.

Rilassamento dielettrico

Il rilassamento dielettrico è il ritardo momentaneo (o ritardo) nella costante dielettrica di un materiale. Ciò è solitamente causato dal ritardo nella polarizzazione molecolare rispetto a un campo elettrico variabile in un mezzo dielettrico (ad esempio, all'interno di condensatori o tra due grandi superfici conduttrici ). Il rilassamento dielettrico nei campi elettrici variabili potrebbe essere considerato analogo all'isteresi nei campi magnetici variabili (ad esempio, nei nuclei dell'induttore o del trasformatore ). Il rilassamento in generale è un ritardo o un ritardo nella risposta di un sistema lineare , e quindi il rilassamento dielettrico viene misurato rispetto ai valori dielettrici di stato lineare (equilibrio) previsti. L'intervallo di tempo tra il campo elettrico e la polarizzazione implica una degradazione irreversibile dell'energia libera di Gibbs .

In fisica , il rilassamento dielettrico si riferisce alla risposta di rilassamento di un mezzo dielettrico a un campo elettrico oscillante esterno. Questo rilassamento è spesso descritto in termini di permittività in funzione della frequenza , che può, per i sistemi ideali, essere descritta dall'equazione di Debye. La distorsione relativa alla polarizzazione ionica ed elettronica mostra invece un comportamento del tipo a risonanza o ad oscillatore . Il carattere del processo di distorsione dipende dalla struttura, dalla composizione e dall'ambiente circostante del campione.

addio relax

Il rilassamento di Debye è la risposta di rilassamento dielettrico di una popolazione ideale di dipoli non interagenti a un campo elettrico esterno alternato. Di solito è espressa nel complesso permittività ε di un mezzo in funzione del campo di frequenza angolare ω :

${\ Displaystyle {\ cappello {\ varepsilon }} (\ omega) = \ varepsilon _ {\ infty } + {\ frac {\ Delta \ varepsilon {1 + i \ omega \ tau }},}$

dove ε _∞ è la permittività al limite di alta frequenza, Δ ε = ε _s − ε _∞ dove ε _s è la permittività statica a bassa frequenza e τ è il tempo di rilassamento caratteristico del mezzo. Separando nella parte reale e nella parte immaginaria della permettività dielettrica complessa si ottiene: ${\displaystyle \varepsilon '}$${\displaystyle \varepsilon ''}$

${\displaystyle {\begin{allineato}\varepsilon '&=\varepsilon _{\infty }+{\frac {\varepsilon _{s}-\varepsilon _{\infty }}{1+\omega ^{2} \tau ^{2}}}\\[3pt]\varepsilon ''&={\frac {(\varepsilon _{s}-\varepsilon _{\infty })\omega \tau {1+\omega ^ {2}\tau ^{2}}}\end{allineato}}}$

La perdita dielettrica è rappresentata anche dalla tangente di perdita:

${\displaystyle \tan(\delta)={\frac {\varepsilon ''}{\varepsilon '}}={\frac {\left(\varepsilon _{s}-\varepsilon _{\infty }\right) \omega \tau }{\varepsilon _{s}+\varepsilon _{\infty }\omega ^{2}\tau ^{2}}}}$

Questo modello di rilassamento è stato introdotto e prende il nome dal fisico Peter Debye (1913). È caratteristico per la polarizzazione dinamica con un solo tempo di rilassamento.

Varianti dell'equazione di Debye

Equazione di Cole-Cole

Questa equazione viene utilizzata quando il picco di perdita dielettrica mostra un allargamento simmetrico.

Equazione di Cole-Davidson

Questa equazione viene utilizzata quando il picco di perdita dielettrica mostra un allargamento asimmetrico.

Rilassamento Havriliak–Negami

Questa equazione considera sia l'allargamento simmetrico che asimmetrico.

Funzione Kohlrausch-Williams-Watt

Trasformata di Fourier della funzione esponenziale allungata .

Legge di Curie-von Schweidler

Questo mostra la risposta dei dielettrici a un campo CC applicato per comportarsi secondo una legge di potenza, che può essere espressa come funzioni esponenziali integrali sovrapesate.

paraelettricità

La paraelettricità è il comportamento nominale dei dielettrici quando il tensore di permittività dielettrica è una matrice diagonale, cioè un campo elettrico applicato provoca la polarizzazione e/o l'allineamento dei dipoli solo paralleli (e opposti) al campo elettrico applicato. Contrariamente all'analogia con un materiale paramagnetico, nessun dipolo elettrico permanente deve esistere in un materiale paraelettrico. La rimozione dei campi determina il ritorno a zero della polarizzazione . I meccanismi che causano il comportamento paraelettrico sono la distorsione dei singoli ioni (spostamento della nuvola elettronica dal nucleo) e la polarizzazione di molecole o combinazioni di ioni o difetti.

La paraelettricità può verificarsi in fasi cristalline in cui i dipoli elettrici non sono allineati e quindi hanno il potenziale per allinearsi in un campo elettrico esterno e indebolirlo.

La maggior parte dei materiali dielettrici sono paraelettrici. Un esempio specifico di materiale paraelettrico ad alta costante dielettrica è il titanato di stronzio .

Il cristallo di LiNbO ₃ è ferroelettrico al di sotto di 1430 K , e al di sopra di questa temperatura si trasforma in una fase paraelettrica disordinata. Allo stesso modo, anche altre perovskiti mostrano paraelettricità ad alte temperature.

La paraelettricità è stata esplorata come possibile meccanismo di refrigerazione; polarizzare un paraelettrico applicando un campo elettrico in condizioni di processo adiabatiche aumenta la temperatura, mentre rimuovendo il campo si abbassa la temperatura. Una pompa di calore che funziona polarizzando il paraelettrico, permettendogli di tornare a temperatura ambiente (dissipando il calore in eccesso), portandolo a contatto con l'oggetto da raffreddare e infine depolarizzandolo, comporterebbe la refrigerazione.

sintonizzabilità

I dielettrici sintonizzabili sono isolanti la cui capacità di immagazzinare carica elettrica cambia quando viene applicata una tensione.

Generalmente, titanato di stronzio ( SrTiO
₃) è utilizzato per dispositivi funzionanti a basse temperature, mentre il titanato di stronzio di bario ( Ba
_1−xSr
_XTiO
₃) sostituisce i dispositivi a temperatura ambiente. Altri potenziali materiali includono dielettrici a microonde e compositi di nanotubi di carbonio (CNT).

Nel 2013 strati multistrato di titanato di stronzio intercalati con strati singoli di ossido di stronzio hanno prodotto un dielettrico in grado di funzionare fino a 125 GHz. Il materiale è stato creato tramite epitassia a fascio molecolare . I due hanno una spaziatura dei cristalli non corrispondente che produce tensione all'interno dello strato di titanato di stronzio che lo rende meno stabile e sintonizzabile.

Sistemi come Ba
_1−xSr
_XTiO
₃hanno una transizione paraelettrica-ferroelettrica appena al di sotto della temperatura ambiente, fornendo un'elevata sintonizzabilità. Tali film subiscono perdite significative derivanti da difetti.

Applicazioni

Condensatori

La separazione di carica in un condensatore a piastre parallele provoca un campo elettrico interno. Un dielettrico (arancione) riduce il campo e aumenta la capacità.

I condensatori prodotti commercialmente utilizzano tipicamente un materiale dielettrico solido con elevata permittività come mezzo intermedio tra le cariche positive e negative immagazzinate. Questo materiale è spesso indicato in contesti tecnici come il dielettrico del condensatore .

Il vantaggio più evidente dell'utilizzo di un tale materiale dielettrico è che impedisce alle piastre conduttrici, sulle quali sono immagazzinate le cariche, di entrare in contatto elettrico diretto. Più significativamente, tuttavia, un'elevata permittività consente una maggiore carica immagazzinata a una data tensione. Ciò si può vedere trattando il caso di un dielettrico lineare con permittività ε e spessore d tra due piastre conduttrici con densità di carica uniforme σ _ε . In questo caso la densità di carica è data da

${\displaystyle \sigma _{\varepsilon }=\varepsilon {\frac {V}{d}}}$

e la capacità per unità di area di

${\displaystyle c={\frac {\sigma _{\varepsilon }}{V}}={\frac {\varepsilon }{d}}}$

Da questo, si può facilmente vedere che una più grande ε porta a carica superiore memorizzati e quindi una maggiore capacità.

Anche i materiali dielettrici utilizzati per i condensatori sono scelti in modo che siano resistenti alla ionizzazione . Ciò consente al condensatore di funzionare a tensioni più elevate prima che il dielettrico isolante si ionizzi e inizi a consentire la corrente indesiderata.

Risonatore dielettrico

Un oscillatore risonatore dielettrico (DRO) è un componente elettronico che mostra risonanza della risposta di polarizzazione per una gamma ristretta di frequenze, generalmente nella banda delle microonde. È costituito da un "puck" di ceramica che ha una grande costante dielettrica e un basso fattore di dissipazione . Tali risonatori sono spesso utilizzati per fornire un riferimento di frequenza in un circuito oscillatore. Un risonatore dielettrico non schermato può essere utilizzato come antenna risonatore dielettrico (DRA).

Film sottili BST

Dal 2002 al 2004, l' Army Research Laboratory (ARL) ha condotto ricerche sulla tecnologia del film sottile. Il titanato di stronzio di bario (BST), un film sottile ferroelettrico, è stato studiato per la fabbricazione di componenti a radiofrequenza e microonde, come oscillatori controllati in tensione, filtri sintonizzabili e sfasatori.

La ricerca faceva parte di uno sforzo per fornire all'esercito materiali altamente sintonizzabili e compatibili con le microonde per dispositivi sintonizzabili a campo elettrico a banda larga, che funzionano costantemente a temperature estreme. Questo lavoro ha migliorato la sintonizzabilità del titanato di stronzio di bario sfuso, che è un attivatore di film sottile per i componenti elettronici.

In un documento di ricerca del 2004, i ricercatori dell'ARL hanno esplorato come piccole concentrazioni di droganti accettori possono modificare drasticamente le proprietà dei materiali ferroelettrici come la BST.

I ricercatori hanno "drogato" i film sottili di BST con magnesio, analizzando la "struttura, microstruttura, morfologia superficiale e qualità compositiva film/substrato" del risultato. I film BST drogati con Mg hanno mostrato "proprietà dielettriche migliorate, bassa corrente di dispersione e buona sintonizzabilità", meritando il potenziale per l'uso in dispositivi sintonizzabili a microonde.

Alcuni pratici dielettrici

I materiali dielettrici possono essere solidi, liquidi o gas. (Un vuoto spinto può anche essere un dielettrico utile, quasi senza perdite, anche se la sua costante dielettrica relativa è solo l'unità.)

I dielettrici solidi sono forse i dielettrici più comunemente usati nell'ingegneria elettrica e molti solidi sono ottimi isolanti. Alcuni esempi includono porcellana , vetro e la maggior parte delle materie plastiche . Aria, azoto e esafluoruro di zolfo sono i tre dielettrici gassosi più comunemente usati .

• I rivestimenti industriali come il parylene forniscono una barriera dielettrica tra il substrato e il suo ambiente.
• L'olio minerale è ampiamente utilizzato all'interno dei trasformatori elettrici come dielettrico fluido e per favorire il raffreddamento. I fluidi dielettrici con costanti dielettriche più elevate, come l'olio di ricino di grado elettrico , vengono spesso utilizzati nei condensatori ad alta tensione per aiutare a prevenire la scarica a corona e aumentare la capacità.
• Poiché i dielettrici resistono al flusso di elettricità, la superficie di un dielettrico può trattenere le cariche elettriche in eccesso incagliate . Ciò può verificarsi accidentalmente quando il dielettrico viene sfregato ( effetto triboelettrico ). Questo può essere utile, come in un generatore di Van de Graaff o elettroforo , oppure può essere potenzialmente distruttivo come nel caso delle scariche elettrostatiche .
• Dielettrici appositamente elaborati, chiamati elettreti (che non devono essere confusi con i ferroelettrici ), possono trattenere la carica interna in eccesso o la polarizzazione "congelata". Gli elettreti hanno un campo elettrico semipermanente e sono l'equivalente elettrostatico dei magneti. Gli elettreti hanno numerose applicazioni pratiche in casa e nell'industria.
• Alcuni dielettrici possono generare una differenza di potenziale se sottoposti a stress meccanico o (equivalentemente) cambiare forma fisica se viene applicata una tensione esterna attraverso il materiale. Questa proprietà è chiamata piezoelettricità . I materiali piezoelettrici sono un'altra classe di dielettrici molto utili.
• Alcuni cristalli ionici e dielettrici polimerici mostrano un momento di dipolo spontaneo, che può essere invertito da un campo elettrico applicato esternamente. Questo comportamento è chiamato effetto ferroelettrico . Questi materiali sono analoghi al modo in cui i materiali ferromagnetici si comportano all'interno di un campo magnetico applicato esternamente. I materiali ferroelettrici hanno spesso costanti dielettriche molto elevate, il che li rende molto utili per i condensatori.

Guarda anche

Riferimenti

Ulteriori letture

• Jackson, John David (10 agosto 1998). Elettrodinamica classica (3a ed.). John Wiley & Figli . ISBN 978-0-471-30932-1. 808 o 832 pagine.

• Scaife, Brendan (3 settembre 1998). Principi di dielettrici (Monografie sulla fisica e la chimica dei materiali) (2a ed.). Stampa dell'Università di Oxford . ISBN 978-0198565574.

link esterno

• Elettromagnetismo – Un capitolo da un libro di testo online
• Sfera dielettrica in un campo elettrico
• Pacchetto di insegnamento e apprendimento DoITPoMS "Materiali dielettrici"
• Testi su Wikisource:
  • " Dielettrico ". Enciclopedia americana . 1920.
  • " Dielettrico ". Enciclopedia Britannica (11a ed.). 1911.