گرمایش دی‌الکتریک
سازوکار

چرخش مولکولی در مواد حاوی مولکول‌های قطبی با گشتاور دوقطبی الکتریکی اتفاق می‌افتد و در نتیجه مولکول‌ها خود را در یک میدان الکترومغناطیسی منطبق می‌کنند. اگر میدان همانطور که در یک موج الکترومغناطیسی یا در یک میدان الکتریکی به سرعت نوسان می‌کند در حال نوسان باشد، این مولکول‌ها تا تراز شدن (همسویی) با آن به صورت مداوم می چرخند. به این چرخش دوقطبی یا قطبی شدن دوقطبی می گویند. با تغییر میدان، مولکول ها جهت خود را معکوس می کنند. این چرخش ملکول‌ها بارها و بارها اتفاق می‌افتد تا میانگین انرژی جنبشی ذرات ماده افزایش پیدا کند. مولکول‌های چرخان که یکدیگر را فشار می‌دهند، می‌کِشند و با مولکول‌های دیگر (از طریق نیروهای الکتریکی) برخورد می‌کنند، توزیع انرژی در مولکول‌ها و اتم‌های مجاور در ماده را انجام می‌دهند. فرآیند انتقال انرژی از منبع به نمونه نوعی گرمایش تابشی است.
دما به میانگین انرژی جنبشی (انرژی حرکت) اتم‌ها یا مولکول‌های یک ماده مربوط می‌شود، بنابراین هم زدن مولکول‌ها به این روش باعث افزایش میانگین انرژی جنبشی ماده و در نتیجه دمای آن می‌شود. بنابراین، چرخش دوقطبی مکانیزمی است که توسط آن انرژی به شکل تابش الکترومغناطیسی می‌تواند دمای یک جسم را افزایش دهد. همچنین مکانیزم‌های زیادی وجود دارد که توسط آنها این تبدیل رخ می‌دهد.
چرخش دوقطبی مکانیزمی است که معمولاً به عنوان گرمایش دی‌الکتریک از آن یاد می‌شود، و به طور گسترده در اجاق مایکروویو قابل مشاهده می‌باشد، جایی که به طور مؤثر بر روی آب مایع و همچنین، روی چربی‌ها و قندها عمل می‌کند. البته تأثیر آن بر روی چربی‌ها و قندها به این دلیل که مولکول‌های چربی و قند به مراتب کمتر از مولکول‌های آب قطبی هستند و بنابراین کمتر تحت تأثیر نیروهای ایجاد شده توسط میدان‌های الکترومغناطیسی متناوب قرار می‌گیرند، خیلی کمتر از آب مایع می‌باشد. غیر از پخت و پز، این فرایند می‌تواند به شکل کلی برای گرم کردن جامدات، مایعات یا گازها استفاده شود، مشروط بر اینکه این مواد دارای دوقطبی الکتریکی باشند.
گرمایش دی‌الکتریک شامل گرم کردن مواد عایق الکتریکی با افت دی‌الکتریک است. یک میدان الکتریکی در حال تغییر در سرتاسر ماده باعث می‌شود که انرژی اتلاف شود؛ زیرا مولکول‌ها تلاش می‌کنند تا با میدان الکتریکی که دائماً در حال تغییر است هم‌ردیف بشوند. این میدان الکتریکی در حال تغییر ممکن است به سبب انتشار امواج الکترومغناطیسی در فضای آزاد (همانند اجاق مایکروویو)، یا یک میدان الکتریکی متناوب با سرعت بالا در داخل خازن‌ها ایجاد شده باشد. در حالت دوم، موج الکترومغناطیسی آزادانه منتشر نمی‌شود، و میدان الکتریکی در حال تغییر ممکن است شبیه به جُزء الکتریکی یک آنتن میدان نزدیک دیده شود. در این حالت، گرچه گرمایش با تغییر میدان الکتریکی داخل حفره خازنی در فرکانس‌های فرکانس رادیویی (RF) انجام می‌شود، اما هیچ امواج رادیویی واقعی تولید یا جذب نمی‌شوند. در این معنا، اثر، مقیاس الکتریکی مستقیم گرمایش القای مغناطیسی است که همچنین اثر میدان نزدیک است (در نتیجه شامل امواج رادیویی نمی‌شود). فرکانس در محدوده 10-100 مگاهرتز برای ایجاد گرمایش دی‌الکتریک ضروری است، اگرچه فرکانس‌های بالاتر به همان اندازه خوب یا بهتر عمل می‌کنند، و در برخی از مواد (به ویژه مایعات) فرکانس‌های پایین‌تر نیز اثرات گرمایشی قابل توجهی دارند که اغلب به دلیل مکانیزم‌های غیر معمول‌تر است. به عنوان مثال، در مایعات رسانا مانند آب نمک، کشش یونی باعث گرم شدن می‌شود، زیرا یون‌های باردار در مایع تحت تأثیر میدان الکتریکی آهسته‌تر به جلو و عقب کشیده می‌شوند و در این فرآیند به مولکول‌های مایع برخورد می‌کنند و انرژی جنبشی را به آنها، که در نهایت به ارتعاشات مولکولی و در نتیجه به انرژی حرارتی تبدیل می‌شود.
در گرمایش دی‌الکتریک در فرکانس‌های پایین، به عنوان یک اثر میدان نزدیک، فاصله رادیاتور الکترومغناطیسی تا جاذب به مقدار کمتر از 1/ \pi 2 ≈ 1/6 طول موج نیاز دارد. بنابراین، این یک فرآیند تماسی یا فرآیند تماسی نزدیک است، زیرا معمولاً ماده‌ای را که قرار است گرم شود (معمولاً نافلزی) بین صفحات فلزی قرار می‌دهد و جای دی‌الکتریک را در یک خازن بسیار بزرگ می‌گیرد. با این حال، تماس الکتریکی واقعی برای گرم کردن دی‌الکتریک در داخل خازن الزامی نیست، زیرا میدان‌های الکتریکی که در داخل خازن تحت ولتاژ ایجاد می‌شوند، نیازی به تماس الکتریکی صفحات خازن با مواد دی‌الکتریک (غیر رسانا) بین صفحات ندارند. از آنجایی که میدان‌های الکتریکی با فرکانس پایین‌تر به مواد نارسانا عمیق‌تر از امواج مایکروویو نفوذ می‌کنند، محفظه‌های آب و موجودات را در اعماق مواد خشک مانند چوب گرم می‌کنند، می‌توان از آن برای گرم کردن سریع و تهیه بسیاری از مواد غذایی و کشاورزی نارسانا استفاده کرد؛ البته تا زمانی که بین صفحات خازن قرار می‌گیرند.
در فرکانس‌های به شدت بالا، طول موج میدان الکترو‌مغنا‌طیسی کمتر از فاصله بین دیواره‌های فلزی حفره گرمایشی یا حتی از ابعاد خود دیوارها می‌شود. این مورد در داخل فر مایکروویو (مایکروفر) صدق می‌کند. در این چنین موارد، امواج الکترومغناطیسی میدان دور معمولی ایجاد می‌شوند (حفره دیگر به عنوان یک خازن خالص عمل نمی‌کند، بلکه بیشتر در نقش یک آنتن ظاهر می‌شود)، و برای ایجاد گرما جذب می‌شوند، اما مکانیزم چرخش دوقطبی رسوب گرما یکسان باقی می‌ماند. با این وجود، امواج مایکروویو در ایجاد اثرات گرمایش میدان‌های با فرکانس پایین که به حرکت مولکولی آهسته‌تر بستگی دارند، مانند آنهایی که ناشی از کشش یون هستند، کاربردی ندارند.