Les isolants électriques sont des substances possédant des propriétés diélectriques. Le revêtement plastique qui entoure les câbles électriques en est un exemple. Un isolant électrique capable de se polariser sous l'effet d'un champ électrique est appelé diélectrique (ε) ou substance diélectrique.
Les charges électriques ne circulent pas à travers un diélectrique (μ) comme dans un conducteur électrique ; elles s'écartent légèrement de leur position d'équilibre normale, ce qui entraîne une polarisation diélectrique. Les charges positives se déplacent dans la direction du champ sous l'effet de la polarisation diélectrique, tandis que les charges négatives se déplacent dans le sens inverse.
De ce fait, le diélectrique génère un champ électrique interne qui affaiblit le champ global . Les molécules faiblement liées qui constituent le diélectrique se réorientent de sorte que leurs axes de symétrie s'alignent avec le champ, se polarisant ainsi.
La recherche sur les caractéristiques diélectriques se concentre sur la manière dont les matériaux stockent et libèrent l'énergie magnétique et électrique. Les diélectriques jouent un rôle essentiel dans l'explication de nombreux phénomènes dans les domaines de l'électronique, de l'optique, de la physique du solide et de la biologie cellulaire.
Qu'est-ce qu'un matériau diélectrique ?
Un matériau diélectrique supporte efficacement les champs électrostatiques mais est un mauvais conducteur d'électricité. Il possède une résistivité élevée, un faible coefficient de température de résistance et la capacité de retenir les charges électriques.
Quels sont les types de matériaux diélectriques ?
Le type de molécules présentes dans une substance détermine ses propriétés diélectriques.
- diélectrique polaire:Les centres de masse des particules positives et négatives ne coïncident pas dans un diélectrique polaire. moment dipolaire est présent dans la substance, et les molécules sont formées de manière asymétrique. Les molécules de la substance s'alignent avec le champ électrique lorsqu'il leur est appliqué. Le moment dipolaire net des molécules est nul lorsque le champ est éliminé. L'eau et l'acide chlorhydrique en sont deux exemples.
- Diélectrique non polaire: Dans les matériaux diélectriques apolaires, les centres de masse des particules positives et négatives coïncident. Les molécules sont symétriques et il n'y a pas de moment dipolaire dans la substance diélectrique. L'hydrogène, l'oxygène, etc., sont des exemples de diélectriques apolaires.
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Les matériaux diélectriques sont généralement solides . On peut citer comme exemples la céramique (porcelaine), le mica, le verre et certains oxydes métalliques. Quelques gaz et liquides peuvent également constituer de bons matériaux diélectriques.
Les condensateurs variables et certains types de lignes de transmission utilisent l'air sec comme excellent diélectrique en raison de ses propriétés exceptionnelles. L'hélium et l'azote constituent d'excellents gaz diélectriques. L'eau distillée est relativement diélectrique. Le vide est un diélectrique extrêmement efficace.
