Constante dieléctrica

La constante dieléctrica o permitividad relativa (${\displaystyle \varepsilon _{r}}$) de un medio continuo es una propiedad macroscópica de un medio dieléctrico relacionado con la permitividad eléctrica del medio. En comparación con la velocidad de la luz, la rapidez de las ondas electromagnéticas en un dieléctrico es:

${\displaystyle u={\frac {c}{\sqrt {\varepsilon _{r}\,\mu _{r}}}}}$

Símbolo	Nombre
${\displaystyle c}$	Velocidad de la luz del vacío
${\displaystyle u}$	Velocidad
${\displaystyle \varepsilon _{r}}$	Permitividad relativa
${\displaystyle \mu _{r}}$	Permeabilidad magnética relativa

La constante dieléctrica es una medida de la permitividad estática relativa de un material, que se define como la permitividad absoluta dividida por la constante dieléctrica.

El nombre proviene de los materiales dieléctricos, que son materiales aislantes, no conductores por debajo de una cierta tensión eléctrica llamada tensión de ruptura. El efecto de la constante dieléctrica se manifiesta en la capacidad total de un condensador eléctrico. Cuando entre los conductores cargados o placas que lo forman se inserta un material dieléctrico diferente del aire (cuya permitividad es prácticamente la del vacío), la capacidad de almacenamiento de la carga del condensador aumenta. De hecho, la relación entre la capacidad inicial C_i y la final C_f vienen dada por la constante dieléctrica:

${\displaystyle \varepsilon _{r}={\frac {C_{f}}{C_{i}}}={\frac {\varepsilon }{\varepsilon _{0}}}=(1+\chi _{e})}$

Donde ε es la permitividad eléctrica del dieléctrico que se inserta, que depende de ${\displaystyle \chi _{e}}$, que es su susceptibilidad eléctrica.

Además el valor de la constante dieléctrica ${\displaystyle \varepsilon \,}$ de un material define el grado de polarización eléctrica de la substancia cuando ésta se somete a un campo eléctrico exterior. El valor de K es afectado por muchos factores, como el peso molecular, la forma de la molécula, la dirección de sus enlaces (geometría de la molécula) o el tipo de interacciones que presente.

Cuando un material dieléctrico remplaza el vacío entre los conductores, puede presentarse la polarización en el dieléctrico, permitiendo que se almacenen cargas adicionales.

La magnitud de la carga que se puede almacenar entre los conductores se conoce como capacidad eléctrica, y ésta depende de la constante dieléctrica del material existente entre los conductores, el tamaño, así como de la forma y la separación de los mismos.