Dieléctrico

Un material dieléctrico polarizado

En electromagnetismo, un dieléctrico (o medio dieléctrico) es un aislante eléctrico que puede ser polarizado por la aplicación de un campo eléctrico. Cuando un material dieléctrico se coloca en un campo eléctrico, las cargas eléctricas no fluyen a través del material como lo hacen en un conductor eléctrico, porque no tienen electrones sueltos o libres que puedan desplazarse a través del material, sino que se desplazan, ligeramente, de sus posiciones de equilibrio promedio, provocando polarización dieléctrica. Debido a la polarización dieléctrica, las cargas positivas se desplazan en la dirección del campo y las cargas negativas se desplazan en la dirección opuesta al campo (por ejemplo, si el campo se mueve paralelo al eje x positivo, el las cargas negativas se desplazarán en la dirección x negativa). Esto crea un campo eléctrico interno que reduce el campo general dentro del propio dieléctrico. Si un dieléctrico está compuesto de moléculas débilmente unidas, esas moléculas no solo se polarizan, sino que también se reorientan para que sus ejes de simetría se alineen con el campo.

El estudio de las propiedades dieléctricas se refiere al almacenamiento y disipación de energía eléctrica y magnética en los materiales. Los dieléctricos son importantes para explicar varios fenómenos en electrónica, óptica, física del estado sólido y biofísica celular.

Terminología

Aunque el término aislante implica baja conducción eléctrica, dieléctrico generalmente significa materiales con una alta polarizabilidad. Este último se expresa mediante un número llamado permitividad relativa. El término aislante se usa generalmente para indicar obstrucción eléctrica mientras que el término dieléctrico se usa para indicar la capacidad de almacenamiento de energía del material (mediante polarización). Un ejemplo común de un dieléctrico es el material eléctricamente aislante entre las placas metálicas de un capacitor. La polarización del dieléctrico por el campo eléctrico aplicado aumenta la carga superficial del condensador para la intensidad del campo eléctrico dada.

El término dieléctrico fue acuñado por William Whewell (de dia + electric) en respuesta a una solicitud de Michael Faraday. Un dieléctrico perfecto es un material con conductividad eléctrica cero (cf. conductor perfecto conductividad eléctrica infinita), por lo que exhibe solo una corriente de desplazamiento; por lo tanto almacena y devuelve energía eléctrica como si fuera un condensador ideal.

Susceptibilidad eléctrica

La susceptibilidad eléctrica χ_e de un material dieléctrico es una medida de la facilidad con la que se polariza en respuesta a un campo eléctrico. Esto, a su vez, determina la permitividad eléctrica del material y, por lo tanto, influye en muchos otros fenómenos en ese medio, desde la capacitancia de los capacitores hasta la velocidad de la luz.

Se define como la constante de proporcionalidad (que puede ser un tensor) que relaciona un campo eléctrico E con la densidad de polarización dieléctrica inducida P tal que

P=ε ε 0χ χ eE,{displaystyle mathbf {P} = 'varepsilon ¿Por qué? ¿Qué?

donde ε₀ es la permitividad eléctrica del espacio libre.

La susceptibilidad de un medio está relacionada con su permitividad relativa ε_r por

χ χ e=ε ε r− − 1.{displaystyle chi _{e} = 'varepsilon - Uno.

Entonces, en el caso de una aspiradora,

χ χ e=0.{displaystyle chi _{e} =0.}

El desplazamiento eléctrico D está relacionado con la densidad de polarización P por

D=ε ε 0E+P=ε ε 0()1+χ χ e)E=ε ε 0ε ε rE.{displaystyle mathbf {D} =varepsilon _{0}mathbf {E} +mathbf {P} =varepsilon ¿Por qué? {E} =varepsilon _{0}varepsilon Mathbf.

Dispersión y causalidad

En general, un material no puede polarizarse instantáneamente en respuesta a un campo aplicado. La formulación más general en función del tiempo es

P()t)=ε ε 0∫ ∫ − − JUEGO JUEGO tχ χ e()t− − t.)E()t.)dt..{displaystyle mathbf {P} (t)=varepsilon _{0}int _{-infty }^{t}chi _{e}left(t-t'right)mathbf {E} (t'),dt'.}

Es decir, la polarización es una convolución del campo eléctrico en tiempos anteriores con susceptibilidad dependiente del tiempo dada por χ_e(Δt). El límite superior de esta integral también se puede extender hasta el infinito si se define χ_e(Δt) = 0 para Δt < 0. Una respuesta instantánea corresponde a la susceptibilidad de la función delta de Dirac χ_e(Δt) = χ_eδ(Δt).

Es más conveniente en un sistema lineal tomar la transformada de Fourier y escribir esta relación como una función de frecuencia. Debido al teorema de convolución, la integral se convierte en un producto simple,

P()⋅ ⋅ )=ε ε 0χ χ e()⋅ ⋅ )E()⋅ ⋅ ).{displaystyle mathbf {P} (omega)=varepsilon _{0}chi _{e}(omega)mathbf {E} (omega). }

La susceptibilidad (o, de manera equivalente, la permitividad) depende de la frecuencia. El cambio de susceptibilidad con respecto a la frecuencia caracteriza las propiedades de dispersión del material.

Además, el hecho de que la polarización solo puede depender del campo eléctrico en tiempos anteriores (es decir, χ_e(Δt) = 0 para Δt < 0), una consecuencia de la causalidad, impone Kramers-Kronig restricciones sobre las partes real e imaginaria de la susceptibilidad χ_e(ω).

Polarización dieléctrica

Modelo atómico básico

Interacción de campo eléctrico con un átomo bajo el modelo dieléctrico clásico

En el enfoque clásico del dieléctrico, el material está formado por átomos. Cada átomo consta de una nube de carga negativa (electrones) unida y rodeando una carga puntual positiva en su centro. En presencia de un campo eléctrico, la nube de carga se distorsiona, como se muestra en la parte superior derecha de la figura.

Esto se puede reducir a un simple dipolo utilizando el principio de superposición. Un dipolo se caracteriza por su momento dipolar, una cantidad vectorial que se muestra en la figura como la flecha azul etiquetada como M. Es la relación entre el campo eléctrico y el momento dipolar lo que da lugar al comportamiento del dieléctrico. (Tenga en cuenta que el momento dipolar apunta en la misma dirección que el campo eléctrico en la figura. Este no es siempre el caso y es una gran simplificación, pero es cierto para muchos materiales).

Cuando se elimina el campo eléctrico, el átomo vuelve a su estado original. El tiempo requerido para hacerlo es el llamado tiempo de relajación; un decaimiento exponencial.

Esta es la esencia del modelo en física. El comportamiento del dieléctrico ahora depende de la situación. Cuanto más complicada sea la situación, más rico debe ser el modelo para describir con precisión el comportamiento. Las preguntas importantes son:

• ¿Es constante el campo eléctrico o varía con el tiempo? ¿A qué ritmo?
• ¿La respuesta depende de la dirección del campo aplicado (isotropía del material)?
• ¿La respuesta es la misma en todas partes (homogeneidad del material)?
• ¿Hay que tener en cuenta los límites o interfaces?
• ¿La respuesta es lineal respecto al campo, o hay no linealidades?

La relación entre el campo eléctrico E y el momento dipolar M da lugar al comportamiento del dieléctrico, que, para un material dado, se puede caracterizar por la función F definida por la ecuación:

M=F()E).{displaystyle mathbf {M} =mathbf {F} (mathbf {E}). }

Cuando se han definido tanto el tipo de campo eléctrico como el tipo de material, se elige la función F más simple que predice correctamente los fenómenos de interés. Los ejemplos de fenómenos que se pueden modelar incluyen:

• Índice de referencia
• Dispersión de velocidad de grupo
• Birefringence
• Enfoque propio
• Generación armónica

Polarización dipolar

La polarización dipolar es una polarización que es inherente a las moléculas polares (polarización de orientación) o puede ser inducida en cualquier molécula en la que sea posible la distorsión asimétrica de los núcleos (polarización de distorsión). La polarización de orientación resulta de un dipolo permanente, por ejemplo, el que surge del ángulo de 104,45° entre los enlaces asimétricos entre los átomos de oxígeno e hidrógeno en la molécula de agua, que retiene la polarización en ausencia de un campo eléctrico externo. El ensamblaje de estos dipolos forma una polarización macroscópica.

Cuando se aplica un campo eléctrico externo, la distancia entre las cargas dentro de cada dipolo permanente, que está relacionada con el enlace químico, permanece constante en la polarización de la orientación; sin embargo, la dirección de la polarización misma gira. Esta rotación ocurre en una escala de tiempo que depende del torque y la viscosidad local circundante de las moléculas. Debido a que la rotación no es instantánea, las polarizaciones dipolares pierden la respuesta a los campos eléctricos en las frecuencias más altas. Una molécula gira alrededor de 1 radian por picosegundo en un fluido, por lo que esta pérdida se produce a unos 10¹¹ Hz (en la región de las microondas). El retraso de la respuesta al cambio del campo eléctrico provoca fricción y calor.

Cuando se aplica un campo eléctrico externo a frecuencias infrarrojas o menos, las moléculas se doblan y estiran por el campo y el momento dipolar molecular cambia. La frecuencia de vibración molecular es aproximadamente la inversa del tiempo que tardan las moléculas en doblarse, y esta polarización de distorsión desaparece por encima del infrarrojo.

Polarización iónica

La polarización iónica es la polarización causada por desplazamientos relativos entre iones positivos y negativos en cristales iónicos (por ejemplo, NaCl).

Si un cristal o una molécula consta de átomos de más de un tipo, la distribución de cargas alrededor de un átomo en el cristal o la molécula tiende a ser positiva o negativa. Como resultado, cuando las vibraciones de la red o las vibraciones moleculares inducen desplazamientos relativos de los átomos, los centros de cargas positivas y negativas también se desplazan. Las ubicaciones de estos centros se ven afectadas por la simetría de los desplazamientos. Cuando los centros no se corresponden, surge la polarización en moléculas o cristales. Esta polarización se llama polarización iónica.

La polarización iónica provoca el efecto ferroeléctrico así como la polarización dipolar. La transición ferroeléctrica, que es causada por el alineamiento de las orientaciones de los dipolos permanentes a lo largo de una dirección particular, se denomina transición de fase de orden-desorden. La transición provocada por las polarizaciones iónicas en los cristales se denomina transición de fase desplazativa.

En celdas

La polarización iónica permite la producción de compuestos ricos en energía en las células (la bomba de protones en las mitocondrias) y, en la membrana plasmática, el establecimiento del potencial de reposo, el transporte energéticamente desfavorable de iones y la comunicación de célula a célula (la Na+/K+-ATPasa).

Todas las células de los tejidos del cuerpo animal están eléctricamente polarizadas; en otras palabras, mantienen una diferencia de voltaje en la membrana plasmática de la célula, conocida como potencial de membrana. Esta polarización eléctrica resulta de una interacción compleja entre los transportadores iónicos y los canales iónicos.

En las neuronas, los tipos de canales iónicos de la membrana suelen variar en las distintas partes de la célula, lo que otorga a las dendritas, el axón y el cuerpo celular propiedades eléctricas diferentes. Como resultado, algunas partes de la membrana de una neurona pueden ser excitables (capaces de generar potenciales de acción), mientras que otras no lo son.

Dispersión dieléctrica

En física, la dispersión dieléctrica es la dependencia de la permitividad de un material dieléctrico con la frecuencia de un campo eléctrico aplicado. Debido a que existe un retraso entre los cambios en la polarización y los cambios en el campo eléctrico, la permitividad del dieléctrico es una función compleja de la frecuencia del campo eléctrico. La dispersión dieléctrica es muy importante para las aplicaciones de materiales dieléctricos y el análisis de sistemas de polarización.

Este es un ejemplo de un fenómeno general conocido como dispersión material: una respuesta dependiente de la frecuencia de un medio para la propagación de ondas.

Cuando la frecuencia aumenta:

1. La polarización dipolar ya no puede seguir las oscilaciones del campo eléctrico en la región de microondas alrededor de 10¹⁰ Hz,
2. La polarización iónica y la polarización de distorsión molecular ya no pueden seguir el campo eléctrico más allá de la región infrarroja o infrarroja alrededor de 10¹³ Hz,
3. La polarización electrónica pierde su respuesta en la región ultravioleta alrededor de 10¹⁵ Hz.

En la región de frecuencia por encima del ultravioleta, la permitividad se acerca a la constante ε₀ en cada sustancia, donde ε₀ es la permitividad del espacio libre. Debido a que la permitividad indica la fuerza de la relación entre un campo eléctrico y la polarización, si un proceso de polarización pierde su respuesta, la permitividad disminuye.

Relajación dieléctrica

Relajación dieléctrica es el retraso momentáneo (o retraso) en la constante dieléctrica de un material. Esto generalmente es causado por el retraso en la polarización molecular con respecto a un campo eléctrico cambiante en un medio dieléctrico (por ejemplo, dentro de capacitores o entre dos grandes superficies conductoras). La relajación dieléctrica en campos eléctricos cambiantes podría considerarse análoga a la histéresis en campos magnéticos cambiantes (por ejemplo, en núcleos de inductores o transformadores). La relajación en general es un retraso o demora en la respuesta de un sistema lineal y, por lo tanto, la relajación dieléctrica se mide en relación con los valores dieléctricos de estado estacionario lineal (equilibrio) esperados. El lapso de tiempo entre el campo eléctrico y la polarización implica una degradación irreversible de la energía libre de Gibbs.

En física, relajación dieléctrica se refiere a la respuesta de relajación de un medio dieléctrico a un campo eléctrico oscilante externo. Esta relajación a menudo se describe en términos de permitividad en función de la frecuencia, que puede, para sistemas ideales, describirse mediante la ecuación de Debye. Por otro lado, la distorsión relacionada con la polarización iónica y electrónica muestra un comportamiento del tipo resonancia u oscilador. El carácter del proceso de distorsión depende de la estructura, composición y entorno de la muestra.

Adiós relax

Relajación de Debye es la respuesta de relajación dieléctrica de una población ideal de dipolos que no interactúan con un campo eléctrico externo alterno. Suele expresarse en la permitividad compleja ε de un medio en función de la frecuencia angular del campo ω:

ε ε ^ ^ ()⋅ ⋅ )=ε ε JUEGO JUEGO +Δ Δ ε ε 1+i⋅ ⋅ τ τ ,{displaystyle {hat {varepsilon }(omega)=varepsilon - ¿Qué? {Delta varepsilon }{1+iomega tau }}}}

Donde ε_JUEGO es el permiso en el límite de alta frecuencia, Δε = ε_s − ε_JUEGO Donde ε_s es la permitibilidad estática, baja frecuencia, y τ es el tiempo de relajación característico del medio. Separar en la parte real ε ε .{displaystyle varepsilon} y la parte imaginaria ε ε .{displaystyle varepsilon'} de los rendimientos complejos de la permittividad dieléctrica:

ε ε .=ε ε JUEGO JUEGO +ε ε s− − ε ε JUEGO JUEGO 1+⋅ ⋅ 2τ τ 2ε ε .=()ε ε s− − ε ε JUEGO JUEGO )⋅ ⋅ τ τ 1+⋅ ⋅ 2τ τ 2{displaystyle {begin{aligned}varepsilon 'ciente=varepsilon _{infty }+{frac {varepsilon _{s}-varepsilon {cHFFFF} {1+omega ^{2}}[3pt]varepsilon '''' ¿Por qué?

Note que la ecuación anterior para ε ε ^ ^ ()⋅ ⋅ ){displaystyle {hat {varepsilon}}(omega)}a veces se escribe con 1− − i⋅ ⋅ τ τ {displaystyle 1-iomega tau } en el denominador debido a una ambigüedad de convención de firmas en curso por la cual muchas fuentes representan la dependencia temporal del complejo campo eléctrico con exp⁡ ⁡ ()− − i⋅ ⋅ t){displaystyle exp(-iomega t)} mientras que otros utilizan exp⁡ ⁡ ()+i⋅ ⋅ t){displaystyle exp(+iomega t)}. En la antigua convención, las funciones ε ε .{displaystyle varepsilon} y ε ε .{displaystyle varepsilon'} representando partes reales e imaginarias son dadas por ε ε ^ ^ ()⋅ ⋅ )=ε ε .+iε ε .{displaystyle {hat {varepsilon}}(omega)=varepsilon '+ivarepsilon ' en la última convención ε ε ^ ^ ()⋅ ⋅ )=ε ε .− − iε ε .{displaystyle {hat {varepsilon} {omega)=varepsilon '. La ecuación anterior utiliza la última convención.

La pérdida dieléctrica también está representada por la tangente de pérdida:

#⁡ ⁡ ()δ δ )=ε ε .ε ε .=()ε ε s− − ε ε JUEGO JUEGO )⋅ ⋅ τ τ ε ε s+ε ε JUEGO JUEGO ⋅ ⋅ 2τ τ 2{displaystyle tan(delta)={frac {varepsilon ' {varepsilon'}={frac {left(varepsilon) _{s}-varepsilon _{infty }right)omega tau }{varepsilon _{s}+varepsilon ¿Qué?

Este modelo de relajación fue introducido por el físico Peter Debye (1913) y recibió su nombre. Es característico de la polarización dinámica con un solo tiempo de relajación.

Variantes de la ecuación de Debye

Ecuación Cole-Cole

Esta ecuación se utiliza cuando el pico de pérdida dieléctrica muestra una ampliación simétrica.

Cole-Davidson ecuación

Esta ecuación se utiliza cuando el pico de pérdida dieléctrica muestra una ampliación asimétrica.

Havriliak–Negami relax

Esta ecuación considera la ampliación simétrica y asimétrica.

Kohlrausch–Williams–Watts función

Transformación de Fourier de función exponencial estirada.

Curie-von Schweidler law

Esto muestra la respuesta de las dieléctricas a un campo de DC aplicado para comportarse de acuerdo a una ley de poder, que se puede expresar como una parte integral sobre las funciones exponenciales ponderadas..

Paraelectricidad

La paraelectricidad es el comportamiento nominal de los dieléctricos cuando el tensor de permitividad dieléctrica es proporcional a la matriz unitaria, es decir, un campo eléctrico aplicado provoca la polarización y/o la alineación de los dipolos solo en paralelo al campo eléctrico aplicado. Contrariamente a la analogía con un material paramagnético, no es necesario que exista un dipolo eléctrico permanente en un material paraeléctrico. La eliminación de los campos da como resultado que la polarización dipolar vuelva a cero. Los mecanismos que provocan el comportamiento paraeléctrico son la distorsión de iones individuales (desplazamiento de la nube de electrones del núcleo) y la polarización de moléculas o combinaciones de iones o defectos.

La paraelectricidad puede ocurrir en fases cristalinas donde los dipolos eléctricos no están alineados y, por lo tanto, tienen el potencial de alinearse en un campo eléctrico externo y debilitarlo.

La mayoría de los materiales dieléctricos son paraeléctricos. Un ejemplo específico de un material paraeléctrico de alta constante dieléctrica es el titanato de estroncio.

El cristal de LiNbO3 es ferroeléctrico por debajo de 1430 K, y por encima de esta temperatura se transforma en una fase paraeléctrica desordenada. De manera similar, otras perovskitas también exhiben paraelectricidad a altas temperaturas.

Se ha explorado la paraelectricidad como posible mecanismo de refrigeración; la polarización de un paraeléctrico mediante la aplicación de un campo eléctrico en condiciones de proceso adiabático aumenta la temperatura, mientras que la eliminación del campo reduce la temperatura. Una bomba de calor que opera polarizando el paraeléctrico, permitiéndole volver a la temperatura ambiente (disipando el calor extra), poniéndolo en contacto con el objeto a enfriar y finalmente despolarizándolo, daría como resultado la refrigeración.

Tunabilidad

Los dieléctricos sintonizables son aislantes cuya capacidad para almacenar cambios de carga eléctrica cuando se aplica un voltaje.

Generalmente, titanato de estroncio (SrTiO
3) se usa para dispositivos que funcionan a bajas temperaturas, mientras que el titanato de bario y estroncio (Ba
_1−xSr
_xTiO
₃) sustitutos de los dispositivos de temperatura ambiente. Otros materiales potenciales incluyen dieléctricos de microondas y compuestos de nanotubos de carbono (CNT).

En 2013, varias capas de titanato de estroncio intercaladas con capas individuales de óxido de estroncio produjeron un dieléctrico capaz de operar hasta 125 GHz. El material fue creado a través de epitaxia de haz molecular. Los dos tienen un espaciamiento de cristal no coincidente que produce tensión dentro de la capa de titanato de estroncio que la hace menos estable y sintonizable.

Sistemas como Ba
_1−xSr
_xTiO
₃ tienen un transi paraeléctrico-ferroeléctrico ción justo por debajo de la temperatura ambiente, lo que proporciona una alta capacidad de ajuste. Las películas sufren pérdidas significativas derivadas de los defectos.

Aplicaciones

Condensadores

La separación de carga en un condensador de placa paralela causa un campo eléctrico interno. Una dieléctrica (orange) reduce el campo y aumenta la capacitancia.

Los condensadores fabricados comercialmente suelen utilizar un material dieléctrico sólido con alta permitividad como medio intermedio entre las cargas positivas y negativas almacenadas. Este material se denomina a menudo en contextos técnicos como el dieléctrico del condensador.

La ventaja más obvia de usar un material dieléctrico de este tipo es que evita que las placas conductoras, en las que se almacenan las cargas, entren en contacto eléctrico directo. Más significativamente, sin embargo, una permitividad alta permite una mayor carga almacenada a un voltaje dado. Esto se puede ver tratando el caso de un dieléctrico lineal con permitividad ε y espesor d entre dos placas conductoras con densidad de carga uniforme σ_ε. En este caso la densidad de carga viene dada por

σ σ ε ε =ε ε Vd{displaystyle sigma _{varepsilon }= 'varepsilon {frac {} {}}}

y la capacitancia por unidad de área por

c=σ σ ε ε V=ε ε d{displaystyle c={frac {sigma _{varepsilon {fnMicroc {varepsilon} } {d}}

A partir de esto, se puede ver fácilmente que un mayor ε conduce a una mayor carga almacenada y, por lo tanto, a una mayor capacitancia.

Los materiales dieléctricos utilizados para los condensadores también se eligen de modo que sean resistentes a la ionización. Esto permite que el capacitor funcione a voltajes más altos antes de que el dieléctrico aislante se ionice y comience a permitir una corriente no deseada.

Resonador dieléctrico

Un oscilador resonador dieléctrico (DRO) es un componente electrónico que exhibe resonancia de la respuesta de polarización para un rango estrecho de frecuencias, generalmente en la banda de microondas. Consiste en un "disco" de cerámica que tiene una gran constante dieléctrica y un bajo factor de disipación. Dichos resonadores se utilizan a menudo para proporcionar una referencia de frecuencia en un circuito oscilador. Se puede utilizar un resonador dieléctrico sin blindaje como antena de resonador dieléctrico (DRA).

Películas delgadas BST

De 2002 a 2004, el Laboratorio de Investigación del Ejército de los Estados Unidos (ARL) llevó a cabo investigaciones sobre tecnología de película delgada. El titanato de estroncio y bario (BST), una película delgada ferroeléctrica, se estudió para la fabricación de componentes de microondas y radiofrecuencia, como osciladores controlados por voltaje, filtros sintonizables y desfasadores.

La investigación fue parte de un esfuerzo por proporcionar al ejército materiales altamente sintonizables y compatibles con microondas para dispositivos sintonizables de campo eléctrico de banda ancha, que funcionan constantemente en temperaturas extremas. Este trabajo mejoró la capacidad de ajuste del titanato de bario y estroncio a granel, que es un habilitador de película delgada para componentes electrónicos.

En un trabajo de investigación de 2004, los investigadores del ARL de EE. UU. exploraron cómo las pequeñas concentraciones de dopantes aceptores pueden modificar drásticamente las propiedades de los materiales ferroeléctricos como el BST.

Investigadores "dopados" Películas delgadas BST con magnesio, analizando la "estructura, microestructura, morfología de la superficie y calidad de la composición de la película/sustrato" del resultado Las películas BST dopadas con Mg mostraron "propiedades dieléctricas mejoradas, baja corriente de fuga y buena sintonizabilidad", lo que amerita potencial para su uso en dispositivos sintonizables por microondas.

Algunos dieléctricos prácticos

Los materiales dieléctricos pueden ser sólidos, líquidos o gases. (Un alto vacío también puede ser un dieléctrico útil, casi sin pérdidas, aunque su constante dieléctrica relativa sea solo la unidad).

Los dieléctricos sólidos son quizás los dieléctricos más utilizados en la ingeniería eléctrica y muchos sólidos son muy buenos aislantes. Algunos ejemplos incluyen porcelana, vidrio y la mayoría de los plásticos. El aire, el nitrógeno y el hexafluoruro de azufre son los tres dieléctricos gaseosos más utilizados.

• Los revestimientos industriales como Parylene proporcionan una barrera dieléctrica entre el sustrato y su entorno.
• El aceite mineral se utiliza extensamente dentro de los transformadores eléctricos como un líquido dieléctrico y para ayudar en el enfriamiento. Los fluidos dieléctricos con constantes dieléctricas superiores, como el aceite de fundición de grado eléctrico, se utilizan a menudo en condensadores de alta tensión para ayudar a prevenir la descarga coronaria y aumentar la capacitancia.
• Debido a que las dieléctricas resisten el flujo de electricidad, la superficie de un dieléctrico puede retener varado exceso de cargas eléctricas. Esto puede ocurrir accidentalmente cuando se frota la dieléctrica (el efecto triboeléctrico). Esto puede ser útil, como en un generador de Van de Graaff o electroforo, o puede ser potencialmente destructivo como en el caso de descarga electrostática.
• Dieléctricas especialmente procesadas, llamadas electrets (que no deben confundirse con ferroeléctricas), pueden retener exceso de carga interna o polarización "congelada". Los electretes tienen un campo eléctrico semipermanente, y son el equivalente electrostático a los imanes. Los Electrets tienen numerosas aplicaciones prácticas en el hogar y la industria.
• Algunas dieléctricas pueden generar una diferencia potencial cuando se somete al estrés mecánico, o (equivalentemente) cambiar la forma física si se aplica un voltaje externo a través del material. Esta propiedad se llama piezoelectricidad. Los materiales piezoeléctricos son otra clase de dieléctricas muy útiles.
• Algunos cristales iónicos y dieléctricos polímeros exhiben un momento de dipolo espontáneo, que puede ser revertido por un campo eléctrico aplicado externamente. Este comportamiento se denomina efecto ferroeléctrico. Estos materiales son análogos a la forma en que los materiales ferromagnéticos se comportan dentro de un campo magnético aplicado externamente. Los materiales ferroeléctricos a menudo tienen muy altas constantes dieléctricas, por lo que son muy útiles para los condensadores.