RESUMEN CAP 4 203-205

 

HISTÉRESIS Y PÉRDIDA DIELÉCTRICAS

En dieléctricos que son buenos aisladores, la conducción de la corriente cd puede ser despreciable. Una corriente apreciable ca en fase con el campo aplicado puede estar presente, debido a una histéresis dieléctrica. Este fenómeno es análogo a la histéresis magnética en materiales ferromagnéticos. El calor generado en esta forma encuentra aplicación en calentamiento de radiofrecuencia, como en el modelamiento de plásticos y en el calentamiento de alimentos con microondas

Así, la permitividad se vuelve compleja, y la ecuación de Maxwell

adquiere la forma

ɛ" (parte imaginaria de ɛ) está implicada en un término de frecuencia dependiente (ωε") con las dimensiones de la conductancia. En corriente directa, cd (ω = 0 y ωε" = 0), la pérdida de la potencia es pequeña en un buen dieléctrico, para el que σ es pequeña. Sin embargo, a frecuencias altas (ω grande), las pérdidas pueden aumentar a medida que ωε " se vuelve significativo. La suma de σ y ωε " constituyen lo que se puede denominar conductividad equivalente σ’.

La densidad de corriente total J_total es la suma de una conducción de densidad de corriente (σ’E) y un desplazamiento de la densidad de corriente ωε'E en una cuadratura de tiempo y fase. De manera,

El coseno del ángulo θ(= 90°- δ) es el factor de potencia (FP). Así, (para δ pequeña)

La potencia disipada por unidad de volumen es

La parte real (ε’) de la permitividad compleja está asociada con la densidad del desplazamiento de la corriente y, por lo tanto, con la densidad de energía almacenada (= ε'E). La parte imaginaria (ε") está asociada con la densidad de conducción de corriente y, en consecuencia, con la potencia disipada por unidad de volumen como calor [= (σ + ωε") E² = σ' E²].