Para cada um dos materiais abaixo relacionados, determine se o material é um bom dielétrico, bom condutor ou quase condutor na frequência de 100 KHz .
Vidro:
Vidro:
Passo 1
O enunciado dá um material (vidro) e pede para classificá‑lo, à frequência de
, como um bom dielétrico, bom condutor ou quase condutor. As informações fornecidas são:
- Frequência:
. - Permissividade relativa do vidro:
. - Condutividade elétrica do vidro:
.
O que se pede: determinar a classificação do vidro (bom dielétrico / bom condutor / quase condutor) em
.
Passo 2
Explicar o critério que vamos usar (sem ainda calcular): comparar a corrente de condução com a corrente de deslocamento (capacitiva). Uma forma prática é usar o parâmetro denominado tangente de perda:
onde:
-
é a condutividade (unidade: ); -
é a pulsação angular, (unidade: ); -
é a permissividade absoluta do material, (unidade: ); -
é a permissividade do vácuo, .
Interpretação do valor de
:
- Se
(muito menor que 1) → corrente de deslocamento domina → bom dielétrico. - Se
(muito maior que 1) → corrente de condução domina → bom condutor. - Se
→ mistura significativa → quase condutor (limite).
Passo 3
Calcular a pulsação angular
:
Valor numérico aproximado:
Passo 4
Calcular a permissividade absoluta
do vidro:
Fazendo a multiplicação:
Passo 5
Calcular
(isso tem unidade de
e representa a magnitude da corrente de deslocamento por unidade de campo):
Multiplicando:
Passo 6
Calcular a tangente de perda
:
Fazendo a divisão:
Passo 7
Interpretar o resultado:
é extremamente pequeno, ou seja
. Pelo critério do Passo 2 isso significa que a corrente de deslocamento (associada à permissividade) domina amplamente sobre a corrente de condução. Em outras palavras, o vidro, nas condições dadas (frequência
), possui perdas de condução desprezíveis e comporta‑se como um excelente dielétrico.
Comentário prático e motivador: para materiais isolantes típicos costuma‑se aceitar
como bom dielétrico; aqui o valor é da ordem de
, muito abaixo disso — ou seja, vidro é um dielétrico muito bom a
.
Resposta
Vidro: bom dielétrico