La presencia de un material altera la capacitancia de un capacitor y (posiblemente) el campo eléctrico entre sus placas. En este tema se examinara el efecto de llenar el interior de un capacitor entre las placas con un material dieléctrico.n

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Instituto Tecnológico de Lázaro Cárdenas (ITLAC)

Carrera: Ingeniería Electrónica
31 S
Asignatura: Electromagnetismo.

Unidad 3:         Capacitores y dieléctrico.

Subtemas:

1.- Capacitores con dieléctricos.

Integrantes del equipo:

Jacobo Cornejo Salvador Cristopher # de control: 12560234.
Conejo Benítez César Eduardo # de control: 12560144.
Téllez Mondragón Jorge Mauricio # de control: 12560307.
Peñaloza Blanco Ivanov # de control: 12560223.

M.C.: Julio César Gallo Sánchez.

Cd. Lázaro Cárdenas, Michoacán. Martes 08 de septiembre del 2013.

ÍNDICE.

Capacitores y dieléctricos.

1.- Capacitor con dieléctrico………………...………….….....……3

 1.1 – Ejemplos…………….….………………………………....….6

         - BIBLIOGRAFIA……………………………………………………...8

CAPACITOR CON DIELECTRICO.

La presencia de un material altera la capacitancia de un capacitor y (posiblemente) el campo eléctrico entre sus placas. En este tema se examinara el efecto de llenar el interior de un capacitor entre las placas con un material dieléctrico. Este efecto lo investigo por primera vez Michael Faraday en 1837. Construyo dos capacitores idénticos, llenando uno con material dieléctrico y dejando el otro con aire entre las placas. Cuando los conecto a baterías con la misma diferencia de potencial, descubrió que la carga en un capacitor lleno con el dieléctrico era mayor que la del que tenía aire entre las placas. La presencia del dieléctrico le permite guardar más carga.

Como q es mayor para la misma V con el dieléctrico presente, se sigue de la relación C = q/V. Esto indica que la capacitancia de un capacitor aumenta si se coloca un dieléctrico entre las placas. El factor adimensional por el cual crece la capacitancia, en relación con su valor C0 cuando no hay un dieléctrico presente, se llama constante dieléctrica ke.

[pic 4]

Esta constante dieléctrica es una propiedad fundamental del material dieléctrico y es independiente del tamaño o la forma del conductor. A continuación se mostrara una tabla donde se indica las constantes dieléctricas de diversos materiales. El aire y el vacío son equivalentes en sus efectos dieléctricos.

[pic 5]

En la siguiente figura se muestra los experimentos de Faraday. La batería B carga inicialmente al capacitor con una carga q, y la batería permanece conectada para asegurar que la diferencia de potencial V y el campo eléctrico E entre las placas permanezca constante.

[pic 6]

Después de insertarse una lámina dieléctrica, la carga aumenta en un factor de ke a un valor keq. La carga de más (ke-1)q se lleva desde la placa negativa a la placa positiva por la batería cuando la lámina dieléctrica se inserta.

Se puede desconectar la batería después del que el capacitor se ha cargado a la carga q. Si en seguida se inserta la lámina dieléctrica, la carga permanece constante pero su diferencia de potencial cambia. Su diferencia de potencial disminuye en un factor ke de V a después de haber insertado al dieléctrico. También disminuye el campo eléctrico por el factor ke. Todo esto se puede basar en la siguiente ecuación: q = CV; si q es constante, entonces el aumento en C por el factor ke debe compensarse por una disminución equivalente en V por el mismo factor.[pic 7]

Un capacitor almacena energía, entonces con un dieléctrico su capacidad aumenta, el cual le permite almacenar un factor ke más de carga para una misma diferencia de potencial. La presencia de un dieléctrico limita la diferencia de potencial que puede mantenerse entre las placas. Al exceder este límite, el material dieléctrico se perfora y resulta en una trayectoria entre las placas. Todo material dieléctrico presenta una resistencia o rigidez dieléctrica el cual es su máximo valor que puede soportar sin perforación.

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