Cuando un material aislante se coloca en un campo eléctrico, se polariza , ya sea por rotación de moléculas con momentos dipolos preexistentes o por inducción de momentos dipolos en las moléculas individuales. Dentro del material, (D ) es entonces mayor que ( epsilon_0 E ). De hecho,
[D = epsilon_0E + P label {5.17.1} ]
El exceso, (P ), de (D ) sobre ( epsilon_0 E ) se llama polarización del medio. Es dimensionalmente similar a, y se expresa en las mismas unidades que, (D ); es decir ( text {C m} ^ {- 2} ). Otra forma de ver la polarización de un medio es que es el momento dipolar por unidad de volumen.
En forma vectorial, la relación es
[ textbf {D} = epsilon_0 textbf {E} + textbf {P}. Label {5.17.2 } ]
Si el medio es isotrópico, los tres vectores son paralelos.
Algunos medios son más susceptibles a polarizarse en un campo de polarización que otros, y la relación de (P ) a ( epsilon_0 E ) se denomina susceptibilidad eléctrica ( chi_e ) del medio:
[P = chi_e epsilon_0E. label {5.17.3} ]
Esto implica que (P ) es linealmente proporcional a (E ) pero solo si ( chi_e ) es independiente de (E ), lo cual no es siempre el caso, pero es bueno para pequeñas polarizaciones.
Cuando combinamos las ecuaciones ref {5.17.1} y ref {5.17.3} con (D = epsilon E ) y con ( epsilon_r = epsilon / epsilon_0 ), la permitividad relativa o constante dieléctrica , obtenemos
[ chi_e = epsilon_r -1. label {5.17.4} ]