Contenido principal
Tiempo actual: 0:00Duración total:6:27

Dieléctricos en capacitores

Transcripción del video

en la mayoría de los capacitores tenemos un material no conductor entre las dos placas de metal que conforman a este capacitor y esto se hace por dos razones una es que evita que se toque las dos placas de metal lo cual es importante ya que si esas placas de metal se tocarán entre sí entonces no se podría almacenar la carga ya que habríamos completado el circuito pero hay otro beneficio de insertar un material no conductor entre estas dos capas de metal esto siempre va a incrementar la capacitancia del capacitador siempre y cuando el material sea no conductor no importa de qué material sea siempre y cuando no cambiemos el área o la separación entre las placas el colocar un material no conductor siempre va a incrementar la capacitancia el nombre que le damos a que el material no conductor que se coloca entre las capas metálicas de un capacitor es dieléctrico pero porque un día eléctrico va a incrementar la capacitancia para descubrir lo veamos este ejemplo conectamos una batería de voltaje ve a un capacitor las cargas se van a separar ahora digamos que quitamos la batería y vemos que las cargas se quedan atascadas en cada placa ya que las cargas negativas no tienen una ruta para reunirse con las cargas positivas así que aunque quitemos la batería vamos a mantener la misma carga así como el voltaje que se va a mantener igual al voltaje que tenía la batería ahora imaginen que insertamos un día eléctrico entre las placas metálicas de este capacitor el material dieléctrico está conformado por átomos y moléculas las cuales cuando se colocan entre las placas de este capacitor cargado las cargas negativas en el material dieléctrico se van a sentir atraídas hacia las cargas positivas de la plata del capacitor pero estas cargas negativas no pueden llegar a estas cargas positivas de la placa ya que este día eléctrico no es conductor sin embargo las cargas negativas se pueden cambiar de lugar o alinearse hacia la placa positiva esto ocasiona que la carga en los átomos y moléculas de este material dieléctrico se vuelvan polarizadas viéndolo de otra manera podríamos decir que el átomo se estira de manera que un extremo se vuelve más o menos en general negativo y el otro extremo se vuelve en general positivo también es posible que el material dieléctrico ya estuviera polarizado ya que algunas moléculas naturalmente están polarizadas como las moléculas del agua en este caso cuando colocamos el día eléctrico entre las capas del capacitor cargado la atracción entre el lado negativo de la molécula polarizada y la placa positiva del capacitor se van a traer va a ocasionar que las moléculas polarizadas roten permitiendo que los lados negativos es en un poquito más cercanos a la placa positiva de cualquier forma el resultado final es que el lado negativo de los átomos y moléculas va a estar de cara hacia la placa positiva del capacitador cargado y los lados positivos de los átomos y moléculas van a estar de cara hacia la placa negativa de éste capacitor cargado y cómo es que esto incrementa la capacitancia la razón de esto es porque se reduce el voltaje entre las platas del capacitor y reduce el voltaje porque aunque tenemos la misma carga en ambas placas del capacitor de la que teníamos cuando se cargó con la batería la contribución al voltaje a través de las placas está siendo parcialmente cancelada ya que algunas de las cargas del lado positivo del capacitor tienen su contribución al voltaje negada por el hecho de que tienen una carga negativa junto a ellas de forma similar del lado negativo del capacitor seguimos teniendo la misma cantidad de carga que hemos tenido antes pero algunas de las cargas negativas tienen cancelada su contribución al voltaje por el hecho de que tienen una casa la positiva junto a ellas por lo que la carga total en este capacitor se mantiene igual pero el voltaje a través de las placas sea decremento ha dado debido a la polarización del material dieléctrico si vemos la definición de capacitancia vemos que si la carga permanece igual pero disminuye el voltaje la capacitancia se va a incrementar ya que al dividir entre un número más pequeño por el voltaje nos va a dar un mayor valor para la capacitancia así que en ese caso insertar un día eléctrico va a aumentar la capacitancia al disminuir el voltaje veamos otro caso en no le insertamos sony eléctrico nuevamente pongamos una batería de voltaje ve a cargar por completo un capacitor y ahora pongamos un día eléctrico entre las placas de este capacitor cargado pero en esta ocasión no vamos a dejar conectado a la batería que va a suceder ahora pues igual que en el caso anterior las moléculas y átomos de este material se van a polarizar y se van a alinear en estas placas se van a polarizar y se van a alinear de manera que sus lados negativos vean hacia la placa positiva y sus lados positivos vean hacia la placa negativa lo que de nuevo va a reducir el voltaje entre estas dos placas pero recuerden que dejamos conectada a la batería y esta batería va a hacer lo que toda la batería tiene que hacer para mantener el voltaje a través de éste capacitor igual que éste voltaje sea el mismo que el voltaje de la batería ya que esto es lo que hacen las baterías tratan de mantener un voltaje constante y ya que el día eléctrico reduce el voltaje entre las placas del capacitor al cancelar las contribuciones de algunas de las cargas en las placas la batería va a ocasionar que más carga se separen hasta que el voltaje a través del capacitor sea el mismo que el voltaje de la batería por lo que las cargas almacenadas en el capacitor van a aumentar pero el voltaje va a permanecer igual vemos de nuevo la definición de capacitancia la carga en el capacitor aumenta después de que insertamos el día eléctrico pero el voltaje a través de las platas del capacitor permaneció igual ya que sigue conectado a la misma batería por lo que de nuevo el efecto de insertar un eléctrico es el de aumentar la capacitancia ede este caso una mayor cantidad de carga para la misma cantidad de voltaje para calcular cuánto más se aumentó la carga necesitamos conocer lo que se llama la constante dieléctrica del material que insertamos entre las dos placas la constante dieléctrica a menudo se representa con la letra griega capa o simplemente una caja la fórmula para calcular cuánto cambia el día eléctrico la capacitancia es bastante sencilla si la capacitancia de un capacitor antes de irse hasta el día eléctrico se entonces la capacitancia después se inserta del día eléctrico va a hacer acá por pse y debemos notar que como un día eléctrico siempre va a aumentar la capacitancia la constante dieléctrica acá para un material no conductor siempre va a ser mayor a 1 si por ejemplo un capacitor tiene una capacitación de cuatro farage cuando insertamos un día eléctrico con una constante dieléctrica igual a 3 la capacitancia será ahora de 12 fats