Um dielétrico é um material que não conduz corrente elétrica e se polariza quando colocado em um campo elétrico, criando dipolos elétricos induzidos. A presença de dipolos elétricos induzidos no dielétrico modifica o campo elétrico dentro e fora do material. A introdução de um dielétrico entre as placas de um condensador aumenta sua capacidade e reduz a diferença de potencial entre as placas para a mesma carga.

1. EO- Sumário 10
Raquel Crespo
Departamento Física, IST-Tagus Park

2. Dieléctricos:
 Definição: Um dieléctrico (ou isolador) é um meio que não possui (ou
possui muito poucos) electrões livres para poder dar origem a
correntes devido á presença de campos eléctricos.
 Apesar de não existir movimento macroscópico de cargas quando um
dieléctrico é colocado na presença de um campo eléctrico vão ocorrer
deslocamentos microscópicos de carga (nos átomos e moléculas)
dando origem a dipolos eléctricos.
Um dieléctrico diz-se polarizado quando estão presentes no
material dipolos eléctricos induzidos.
A presença de dipolos eléctricos induzidos no dieléctrico faz
modificar o campo eléctrico dentro e fora do material.

3.  Na presença de um campo
eléctrico aplicado, a nuvem
electrónica fica distorcida
movendo-se na direcção
oposta ao campo eléctrico
aplicado.
Polarizabilidade electrónica
€
−Q
€
+Q

4. Polarizabilidade Iónica
 Na presença de um campo eléctrico
aplicado,os iões deslocam-se em
entidos opostos dando origem a
dipolos alinhados segundo o campo
eléctrico influenciando o campo
eléctrico total dentro e fora do
material
Ião negativo Ião positivo
€
−Q
€
+Q
Momento
dipolar
(C-m)
polarizabilidade
(F-m2)

5. Polarizabilidade Orientacional
 Na presença do campo eléctrico aplicado os
dipolos vão-se alinhar segundo o campo
eléctrico influenciando a campo eléctrico
dentro e fora do material.
Momento dipolar
(C-m) polarizabilidade
(F-m2)

6. Do ponto de vista macroscópicoo efeito do campo eléctrico
aplicado Eapp num dieléctrico é de criar um momento dipolar total
P. A distribuição de momentos dipolares dá origem a um campo
eléctrico induzido Eind. Temos então: que a polarização por
unidade de volume é:
Susceptibilidade éléctrica do
dielétrico (adimensional)
Polarização por unidade de volume
 A polarização total de um dado material pode resultar da
combinação da polarizabilidade electrónica, iónica e orientacional.

7. Deslocamento eléctrico é independente do meio !!!!
 Permitividade eléctrica do material
Na presença de um dieléctrico
No vácuo:
Define-se constante dieléctrica através: κ =
ε
ε0
〉 1
Assumindo
Constante dieléctrica

8. Condensador
Definição: Temos um condensador quando temos dois ou mais
condutores com cargas iguais mas de sinais contrários. Os
condutores podem estar separados pelo vácuo ou por um dieléctrico.
Representação geral:
V
12
Exemplo: Condensador de
pratos paralelos

9. Capacidade Condensador
Definição: Define-se capacidade condensador como a
razão entre a carga total de um dos condutores e a
diferença de potencial entre os referidos condutores.
V
1
2
Significado Físico: Capacidade é uma medida de uma dada configuração
de condutores acumular carga.
Capacidade é uma quantidade positiva e as unidades são Faraday.
Estratégia para o calcula da capacidade:
1) Cálculo de E usando Gauss
2) Cálculo diferença de potencial
3) Cálculo de C usando definição

10. Se dq for o elemento de carga trasferida através aumento potencial V a
energia potencial é aumentada de:
€
dq
Energia armazenada num condensador
−q
€
+q
V

11. Condensador de pratos paralelos (com vácuo
entre os condutores)
d A
Condutor 1: +Q
Condutor 2: -Q
Condensador pratos paralelos
capacidade:
Campo plano infinito:
Campo pratos paralelos:
++++++++
+
- - - - - - -
1
2
y
€
|V |=|V1 −V2 |= Edy
0
d
∫ = Ed
W =
1
2
Q2
C
=
1
2
CV 2
Energia armazenada no condensador:

12.  A carga do condensador
Q mantem-se constante
após a introdução do
dieléctrico
 O potencial diminui (o
que significa que o
campo eléctrico entre
os pratos vai diminuir)
Condensador com dieléctrico

13.  As cargas induzidas na superfície do dielectrico reduzem
o campo eléctrico
 A diferença de potencial diminui.
Condensador com dieléctrico
|V |=|V1 −V2 |= Edy
0
d
∫ = Ed ⇒ V〈V0
€
E〈E0

14. Condensador com dieléctrico
€
Q = C0V0 =
ε0A
l
V0 = Aε0
V0
l
= AD
€
Q = AD = Aε
V
l
=
εA
l
V = CV ⇒ C =
εA
l
€
C0 =
ε0 A
l
constante dieléctrica
C
C0
=
ε
ε0
= κ
Q = CV = C0V0 ⇒ V =
V0C0
C
=
V0
κ
Voltímetro

15. d A
Condutor 1: +Q
Condutor 2: -Q
Capacidade Condensador
Vácuo entre os condutores:
Dieléctrico entre os condutores:
Campo plano infinito:
Campo pratos paralelos:
++++++++
+
- - - - - - -
1
2
y
€
|V |=|V1 −V2 |= Edy
0
d
∫ = Ed
W =
1
2
εE2
dV =∫
1
2
CV 2
=
1
2
QV

16. Condutor 1
Condutor 2
Capacidade Condensador
Vácuo entre os condutores:
Dieléctrico entre os condutores:

17. Condutor 1
Condutor 2
Capacidade Condensador
Vácuo entre os condutores:
Dieléctrico entre os condutores: