5.7 Capacitores con un dielectrico
La mayor parte de los condensadores llevan entre sus láminas una sustancia no conductora o dieléctrica. Un condensador tÃpico está formado por láminas metálicas enrolladas, separadas por papel impregnado en cera. El condensador resultante se envuelve en una funda de plástico. Su capacidad es de algunos microfaradios.
La botella de Leyden es el condensador más primitivo, consiste en una hoja metálica pegada en las superficies interior y exterior de una botella de vidrio.
Los condensadores electrolÃticos utilizan como dieléctrico una capa delgada de óxido no conductor entre una lámina metálica y una disolución conductora. Los condensadores electrolÃticos de dimensiones relativamente pequeñas pueden tener una capacidad de 100 a 1000 mF.
La función de un dieléctrico sólido colocado entre las láminas es triple:
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Resuelve el problema mecánico de mantener dos grandes láminas metálicas a distancia muy pequeña sin contacto alguno.
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Consigue aumentar la diferencia de potencial máxima que el condensador es capaz de resistir sin que salte una chispa entre las placas (ruptura dieléctrica).
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La capacidad de un condensador de dimensiones dadas es varias veces mayor con un dieléctrico que separe sus láminas que si estas estuviesen en el vacÃo.
Sea un condensador plano-paralelo cuyas láminas hemos cargado con cargas +Q y –Q, iguales y opuestas. Si entre las placas se ha hecho el vacÃo y se mide una diferencia de potencial V0, su capacidad y la energÃa que acumula serán
Si introducimos un dieléctrico se observa que la diferencia de potencial disminuye hasta un valor V. La capacidad del condensador con dieléctrico será
donde k se denomina constante dieléctrica
La energÃa del condensador con dieléctrico es
la energÃa de un condensador con dieléctrico disminuye respecto de la del mismo condensador vacÃo.
DieléctricoConstante dieléctrica
