Polarizácia dielektrika

Vodič teda máme vyriešený, no čo izolant? Izolant, ktorý nazývame aj dielektrikum, nemá voľné náboje. Jeho elektróny sú pevne viazané k atómom a nemôžu sa po látke voľne pohybovať, takže sa nemajú ako prerozdeliť. To ale neznamená, že by na pole nereagoval. Reaguje, len inak.

Hoci sa elektrón nemôže od atómu odpútať, môže sa v rámci atómu alebo molekuly voči jadru mierne posunúť. Tým vznikne dipól, teda útvar, ktorý má jeden koniec o niečo kladnejší a druhý o niečo zápornejší. Vo vonkajšom poli sa tieto dipóly usporiadajú, kladnými koncami v smere poľa a zápornými proti nemu. Tomuto javu hovoríme polarizácia dielektrika.

Podstatné je, aký účinok to má. Usporiadané dipóly vytvoria vlastné malé pole, ktoré smeruje proti vonkajšiemu poľu, a preto je výsledné pole vnútri látky vždy slabšie ako to vonkajšie. To, koľkokrát sa pole oslabí, popisuje veličina, ktorá je pre celú túto tému kľúčová, relatívna permitivita $\varepsilon_r$:

kde $E_0$ je veľkosť poľa vo vákuu a $E$ veľkosť poľa v dielektriku. Z tejto definície priamo vyplývajú dve vlastnosti. Relatívna permitivita je vždy väčšia ako 1, pretože dielektrikum môže pole iba oslabiť, nikdy nie zosilniť. A čím je $\varepsilon_r$ väčšia, tým výraznejšie sa pole v látke oslabí.