UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA – UDESC
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
LABORATÓRIO DE MATERIAIS ELÉTRICOS
Roteiro Experimental n° 4
Análise da Permissividade Dielétrica de Materiais
COMPONENTES DA EQUIPE:
Data: ___/___/___
1. OBJETIVOS:
 Compreender o significado da constante de permissividade dielétrica;
 Caracterizar a permissividade dielétrica de alguns materiais;
 Relacionar grandezas físicas à permissividade dielétrica.
2. INTRODUÇÃO
A
Permissividade
Dielétrica
(representada
normalmente pela letra grega ԑ) de um meio é uma
constante física que relaciona a maneira como um
campo elétrico interage com este meio. Ou ainda, a
capacidade que um meio tem de se polarizar em função
de um dado campo. A permissividade de cada meio é
relacionada por ԑ= ԑrԑo onde ԑo é a permissividade do
vácuo (8,85418782 × 10-12 F/m) e ԑr é uma constante
adimensional (K da tabela ao lado) diferente para cada
material.
Materiais que serão simulados:
Material
acetona (25oC)
r
20,7
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Para verificar a constante dielétrica de outros materiais, consulte o endereço:
http://www.asiinstr.com/technical/Dielectric%20Constants.htm
A permissividade dielétrica do meio só pode ser analisada indiretamente. Uma das
maneiras simples de fazer esta análise é associar a propriedade à um elemento de
circuito que funcione baseado principalmente em campo elétrico: um capacitor.
Nos reportando aos conceitos de física e a definição de potencial elétrico podemos
obter a relação que descreve a capacitância de diversas formas de capacitores. Para
capacitores construídos por placas paralelas obtemos a relação:
C 
A
d
(1.0)
Onde “A” é a área das placas em paralelo, “d” é a distância que separa estas
placas e C é a capacitância total.
Para avaliar a capacitância em um circuito de corrente alternada é preciso conhecer
o comportamento do dielétrico em relação à freqüência, como mostrou a simulação do
último experimento em laboratório.
A Figura 2 descreve o comportamento típico da permissividade dielétrica () de um
material. Pode-se observar como o aumento da freqüência impede que o material
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apresente, gradativamente, os três tipos de polarização (se o material apresentar todos
eles): estrutural (orientation), iônica e eletrônica.
.
Figura 2: Permissividade Dielétrica X Frequência
3. MATERIAL NECESSÁRIO
 Régua milimetrada;
 Gerador de função;
 Osciloscópio;
 Resistor de _____ ;
 Capacitor de placas paralelas;
 Dielétricos líquidos para avaliar suas permissividades;
 Multímetro de bancada;
4. PRÉ-RELATÓRIO
Baseando-se no Item 2, pesquise os valores de permissividade dielétrica para os
três materiais que se quer experimentar e identifique o comportamento da mesma em
relação ao aumento da freqüência, identificando os tipos de polarização possíveis em
cada caso.
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5. PARTE EXPERIMENTAL
5.1. Primeiro Dielétrico: _________________________
Monte o circuito:
Figura 3: Circuito RC
onde: R é o resistor de _____ , C é a capacitância, e Vg é a tensão fornecida pelo
gerador, de 10 Vpp.

meça a distancia “d” que separa as placas do capacitor;

através da medida das dimensões laterais, defina a área “A” das placas;

preencha o volume entre as placas do capacitor com o dielétrico;

Para dois valores de frequência (F1 = _____ kHz ) e (F2 = _____ kHz )
calcule a capacitância com as tensões de pico no resistor e no capacitor.
- Preencha a tabela abaixo:
F (kHz)
Vr (V)
I(mA)
Vc(V)
C(F)
 (pF/m)
Tabela 2.1 – Valores experimentais 1.
5.2. Segundo dielétrico: _______________________________
Siga os mesmos procedimentos do item 5.1, porém utilizando o segundo dielétrico:
F (kHz)
Vr (V)
I(mA)
Vc(V)
C(F)
Tabela 2.1 – Valores experimentais 2.
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 (pF/m)
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5.3. Terceiro dielétrico: _______________________________
Siga os mesmos procedimentos do item 5.1, porém utilizando o terceiro dielétrico:
F (kHz)
Vr (V)
I(mA)
Vc(V)
C(F)
 (pF/m)
Tabela 2.1 – Valores experimentais 3.
6. QUESTIONÁRIO
6.1 – Determine experimentalmente os valores de permissividade de cada material
para as duas frequências e a média para cada material.
6.2 – Determine a diferença percentual do resultado encontrado experimentalmente
com os valores pesquisados.
6.3 – Apresente as principais fontes de erro.
6.4 – Procure utilizar os conceitos teóricos para explicar os valores encontrados.
6.5 – Analise os valores de corrente teóricos e experimentais e explique o porquê da
diferença. Nota-se uma diferença mais ou menos discrepante ao variar o material?
Por quê?
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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