Previo práctica5. Constantes dieléctricas y capacitancia.
1. Defina el concepto concepto de capacitanc capacitancia ia y menciona menciona cuáles cuáles son sus sus unidades unidades en el SI. La capacitancia es una medida de la aptitud (capacidad) de un capacitor para almacenar energía. La unidad del SI para la capacitancia es el farad (1F), en honor del físico ingls !ichael Faraday. "n Farad es igual a un coulom# por $olt (1%&').
. *u *u es un un capacit capacitor or y c+mo c+mo funcio funciona na "n condensador, tam#in llamado capacitor, es un componente elctrico -ue almacena carga elctrica, para li#erarla posteriormente. am#in se suele llamar capacitor elctrico. Dos Dos cond conduct uctore ores s separ separad ados os por por un aisla aislante nte (o $ací $acío) o) consti constituy tuyen en un capacitor. /l materi material al diel dielct ctric rico o -ue separ separa a las placa placas s o lámin láminas as suele suele ser ser aire, aire, tantalio, papel, aluminio, cerámica y ciertos plásticos, depende del tipo de condensador. 0ara 0ara alma almace cena narr la carg carga a elc elctr tric ica, a, util utili ia a dos dos plac placas as o supe superf rfic icie ies s conduc conductora toras s en forma forma de láminas láminas separad separadas as por un material material dielct dielctrico rico (aislante). /stas placas son las -ue se cargarán elctricamente cuando lo cone conect ctem emos os a una una #ate #aterí ría a o a una una fuen fuente te de tens tensi+ i+n. n. Las Las plac placas as se cargarán cargarán con la misma cantidad de carga (-) pero con distintos signos (una 2 y la otra 3). "na $e cargado ya tenemos entre las dos placas una diferencia diferencia de potencial potencial o tensi+n, y estará preparado para soltar esta carga cuando lo conectemos a un receptor de salida.
4. *u es un material dielctrico y -u es el campo elctrico de ruptura Se denomina dielctrico a un material con una #a5a conducti$idad elctrica, es decir, un aislante, el cual tiene la propiedad de formar dipolos elctricos en su interior #a5o la acci+n de un campo elctrico. 6sí, todos los materiales dielctricos son aislantes, pero no todos los materiales aislantes son dielctricos /l campo de ruptura (/r) es la intensidad de campo elctrico -ue hace -ue un material aislador (o dielctrico) se con$ierta en conductor. /sto ocurre cuando el campo elctrico es tan intenso -ue arrana los electrones de sus molculas y los lana so#re otras, con lo cual se li#eran a7n más electrones. La magnitud má8ima de campo elctrico a -ue puede someterse un material sin -ue ocurra la ruptura se denomina rigide dielctrica.
9. /la#ora una ta#la donde se indi-ue el $alor de la permiti$idad elctrica, la permiti$idad elctrica relati$a y el campo elctrico de ruptura de al menos 1: materiales dielctricos. !aterial.
Permitividad
0ermiti$idad elctrica relati$a.
Campo eléctrico
2
V
C
eléctrica.
Nm ¿
;.;<=981: 31 9.<81: 311 4.=;9481: 311 >.1:=481: 311 4.:=;=81: 311 .:4>981: 311 <.B<<81: 311 ;.;<9181: 31 4.=;9481: 311 .=1;81: 311
6ire. ?a@elita. !ica Aeopreno. 0apel. 0olietileno. 0orcelana. 'acío. 'idrio. 0olister.
2
de ruptura.
]
1.:::<= 9.; 43> >.= 4.< .4 >.< 1 9.< 4.4
m ¿
]
:.;81: > 181:> 1>:81:> 181:> 1981:> <:81:> 981:> Infinito. 1481:> 81:B
<. In$estiga el modelo matemático -ue relaciona el campo elctrico de ruptura con la diferencia de potencial má8ima -ue se le puede aplicar a un capacitor. Si el material dielctrico ocupa todo el espacio entre las dos placasC DondeC
3
∆ V
.3/s la diferencia de potencial má8ima.
ma8
3/c.3/s el campo elctrico de ruptura. 3a.3 /s el ancho del material. Si tenemos un pe-ueo espacio de aire entre el material dielctrico y las placas de metal. Eperando como en el pro#lema %ondensador con dos capas de dielctricoG, tenemos tres $alores del campo, uniformes en cada regi+n, -ue $erifican
siendo b el espesor de la capa de aire. Hesol$iendo este sistema de ecuaciones o#tenemos
0ara una diferencia de potencial dada, el campo es más intenso en la capa de aire (por-ue ), donde además el campo de ruptura es menor. 0or tanto, la condici+n para -ue salte la chispa es -ue
Referencias.
-http://www.areatecnologia.com/electricidad/condensador.html 3 httpsC&&es.
[email protected]&i@i&DielJ%4J6=ctrico 3 httpC&&materias.fi.u#a.ar&>:=&donload&3%ampos13.pdf 3httpsC&&iupsm.files.ordpress.com&:1:&:;&permiti$idad.pdf 3httpC&&.uco.es&Kfa1orgim&fisica&archi$os&guias&/:<%ampoelectricoenla materia.pdf
3Sears, Memans@y. Física "ni$ersitaria. Decimosegunda edici+n. /d 0earson. !8ico, ::=. 3httpC&&laplace.us.es&i@i&inde8.php&HupturadielJ%4J6=ctrica
