Capacitancia y dieléctricos

Capacitores y dieléctricos

Capacitores y capacitancia Se llama capacitor o condensador a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El capacitor está formado por dos conductores, próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios. En su forma más sencilla, un capacitor está formado por dos placas metálicas o armaduras paralelas de la misma superficie y encaradas, separadas por una lámina no conductora o dieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa. Por su parte, teniendo una de las placas cargada negativamente (Q-) y la otra positivamente (Q+), las cargas son iguales y la carga neta del sistema es cero, sin embargo, se dice que el capacitor se encuentra cargado con una carga Q. Podemos cargar un capacitor conectando las dos placas a las terminales opuestas de una batería. Puesto que las placas son conductoras, son también equipotenciales, y la diferencia de potencial de la batería aparecerá en las placas. Al cargar el capacitor, la batería transfiere cargas iguales y opuestas a las dos placas. Por conveniencia, a la magnitud de la diferencia de potencial entre las placas la representamos por V. La siguiente figura muestra el proceso descrito anteriormente.

 

Existen varias formas en las cuales podemos encontrar construidos los capacitores; entre los cuales se encuentran el capacitor de placas paralelas, el capacitor coaxial y al capacitor esférico.

Por otra parte, la capacitancia depende del tamaño de los conductores: de su forma, de su disposición geométrica, del medio que los rodea y de la distancia que hay entre ellos. La fórmula para calcular la capacitancia de un par de placas paralelas es muy diferente a la fórmula para calcular la capacitancia de un capacitor cilíndrico. A continuación se analiza la capacitancia para un par de placas paralelas y como depende ésta del dielétrico en medio de las placas.

• Capacitancia en un par de placas paralelas

Ejemplo

En el análisis presentado anteriormente, podemos notar que existe una proporcionalidad directa entre la magnitud de la carga en un capacitor (q) y la diferencia de potencial entre sus placas (V), esto es:

q = CV                                                      

donde C, que funciona como constante de proporcionalidad, es la capacitancia del capacitor.

La unidad de capacitancia se denomina Faradio (Coulomb/Volt), en honor a Michael Faraday.

1 Faradio = 1 Coulomb/Volt

Ejemplo:

¿Cuál será la carga en un capacitor cuya capacitancia es de 8μF si se conecta a una fuente de poder de 40V?

Solución