Constante Dielétrica vs Permissividade
Na área do eletromagnetismo, a permissividade, também conhecida como permissividade absoluta, é uma medida da polarizabilidade elétrica de um dielétrico ou isolante. Essa propriedade é fundamental para entender como os materiais reagem em campos elétricos. A constante dielétrica de um isolante, por outro lado, mede a capacidade do dielétrico ou isolante de armazenar energia elétrica em um campo elétrico.
Permissividade Relativa e Absoluta
A permissividade relativa, denotada por εr, é uma quantidade equivalente à constante dielétrica, denotada por κ (kappa). Embora a constante dielétrica ainda seja utilizada, ela foi depreciada por organizações de normatização na engenharia.
A permissividade também caracteriza a capacidade do dielétrico de armazenar energia elétrica em um campo elétrico. Materiais com alta permissividade, como o titanato de estrôncio, polarizam mais em resposta a um campo elétrico aplicado do que materiais com baixa permissividade, armazenando assim mais energia.
Importância na Eletrostática e Capacitância
Na eletrostática, a permissividade tem um papel importante na determinação da capacitância de um capacitor. A permissividade absoluta é frequentemente representada pela permissividade relativa sem dimensão, εr, que é a razão entre a permissividade absoluta ε e a permissividade do vácuo ε0. Assim, a principal diferença entre permissividade relativa e absoluta é que a primeira é uma unidade adimensional, enquanto a última tem unidades de farads por metro.
A permissividade relativa do vácuo é, por definição, unidade. Como o ar é principalmente espaço vazio, sua permissividade relativa medida é apenas ligeiramente maior que a unidade (κar = 1.0006). Materiais comuns, como o papel, podem aumentar significativamente a capacitância de um capacitor. Alguns materiais, como o titanato de estrôncio, podem aumentar a capacitância em mais de duas ordens de magnitude.
Capacitância e Permissividade
Quanto maior a permissividade relativa, maior a quantidade de carga que pode ser armazenada. A capacitância de um capacitor é aumentada por um fator de permissividade relativa quando o espaço entre as placas é completamente preenchido com um dielétrico. A relação é dada por:
C = εrC0 = κeC0
onde C0 é a capacitância entre as placas sem dielétrico.
Permissividade do Vácuo
A permissividade do vácuo (também chamada de permissividade do espaço livre ou constante elétrica), ε0, é uma constante física que mede quão denso um campo elétrico pode se formar em resposta a cargas elétricas. Ela também está relacionada à energia armazenada dentro de um campo elétrico e à capacitância. Surpreendentemente, ela está fundamentalmente relacionada à velocidade da luz.
A permissividade do vácuo é definida como uma medida padrão na física, proporcionando uma base para o cálculo de interações eletromagnéticas em vácuo. Isso ressalta a importância de compreender tanto a permissividade absoluta quanto a relativa, bem como a constante dielétrica, para um entendimento completo das propriedades elétricas dos materiais e suas aplicações práticas em engenharia e física.
