Constante Dieléctrica vs Permisividad
En el mundo del electromagnetismo, la permisividad, también conocida como permisividad absoluta, es una medida de la polarizabilidad eléctrica de un dieléctrico o un aislante. La constante dieléctrica de un aislante mide la capacidad del dieléctrico para almacenar energía eléctrica en un campo eléctrico. La permisividad relativa, que se denota por εr, es la misma cantidad que la constante dieléctrica denotada por κ (kappa). Aunque la constante dieléctrica todavía se utiliza, ha sido desaprobada por las organizaciones de normas en ingeniería.
Relación entre Permisividad y Capacidad de Almacenamiento de Energía
La permisividad caracteriza también la capacidad del dieléctrico para almacenar energía eléctrica en un campo eléctrico. Un material con alta permisividad, como el titanato de estroncio, se polariza más en respuesta a un campo eléctrico aplicado que un material con baja permisividad, almacenando así más energía en el material. En electrostática, la permisividad juega un papel importante en la determinación de la capacitancia de un capacitor.
Permisividad Absoluta y Relativa
La permisividad absoluta se representa a menudo por la permisividad relativa sin dimensiones, εr, que es la relación entre la permisividad absoluta ε y la permisividad del vacío ε0. La principal diferencia entre la permisividad relativa y absoluta es que la permisividad relativa es una unidad sin dimensiones, mientras que las unidades de permisividad absoluta son faradios por metro.
Importancia de la Permisividad Relativa
La permisividad relativa de un vacío es unidad por definición. Dado que el aire es principalmente espacio vacío, su permisividad relativa medida es solo ligeramente mayor que la unidad (κaire = 1.0006). Incluso un material común como el papel puede aumentar significativamente la capacitancia de un capacitor, y algunos materiales, como el titanato de estroncio, pueden aumentar la capacitancia en más de dos órdenes de magnitud. Cuanto mayor es la permisividad relativa, mayor es la cantidad de carga que se puede retener.
La capacitancia de un capacitor se incrementa en un factor de permisividad relativa cuando el espacio entre las placas está completamente lleno con un dieléctrico.
C = εrC0 = κeC0,
donde C0 es la capacitancia entre las placas sin dieléctrico.
Permisividad del Vacío
La permisividad del vacío (también llamada permisividad del espacio libre o constante eléctrica), ε0, es una constante física que mide qué tan densamente se «permite» formar un campo eléctrico en respuesta a cargas eléctricas. También está conectada con la energía almacenada dentro de un campo eléctrico y la capacitancia. Quizás más sorprendentemente, está fundamentalmente relacionada con la velocidad de la luz.
La permisividad del vacío se define como:
[Insertar fórmula de la permisividad del vacío]
Conclusión
En resumen, la constante dieléctrica y la permisividad son conceptos fundamentales en electromagnetismo y electrostática. Aunque se usan a veces indistintamente, es importante entender sus diferencias y cómo influyen en la capacidad de los materiales para interactuar con los campos eléctricos y almacenar energía.
