Caracterização experimental da permissividade dielétrica de materiais através da técnica de refletometria no domínio do tempo

Abstract

Do ponto de vista eletromagnetico, uma ampla gama de materiais nao apresentam resposta magnetica significativa, podendo ser caracterizados inteiramente por uma grandeza conhecida como permissividade dieletrica complexa, na qual a parte imaginaria esta associada a condutividade eletrica do material. O objetivo geral deste trabalho e apresentar didaticamente e utilizando instrumentos de medida comumente encontrados nos laboratorios de cursos graduacao em fisica e engenharia, uma tecnica simples que permita a caracterizacao experimental da permissividade dieletrica complexa no espectro de RF, baseada na refletometria no dominio do tempo, permitindo ao estudante associar conceitos teoricos do eletromagnetismo as tecnicas experimentais do mundo real. Primeiramente a teoria geral da permissividade dieletrica complexa e sua dependencia em relacao a frequencia e aspectos microscopicos dos materiais sera apresentada e brevemente discutida. Posteriormente, sera considerada a tecnica tradicional de medida de permissividade, baseada no uso de um circuito RC, onde o capacitor e preenchido com o material que se quer caracterizar, evidenciando assim a conexao entre as propriedades do material em teste com grandezas de circuitos eletricos. Na sequencia, a tecnica da refletometria no dominio do tempo, cuja base esta na propagacao de ondas eletromagneticas em linhas de transmissao, e apresentada e detalhadamente discutida. Tendo em vista o aspecto didatico, a agua e o material FR-4, amplamente empregado na fabricacao de placas de circuito impresso, serao caracterizados utilizando a tecnica de refletometria.