Capacitor

T.P. Nº4 Capacitores


Capacitores
1. Dibuje la estructura típica de un capacitor. ¿Que factores físicos determinan la capacidad? Defina la capacidad en función de estos parámetros y de la constante del dieléctrico utilizado




Definición matemática que depende de los parámetros físicos del capacitor:

C = K * Eo * S/d

Donde: C, es la capacidad del capacitor
K, es la constantedel dieléctrico
Eo, es la constante dieléctrica del vacío
S, es la superficie de las placas
d, es la separación de las placas


*Factores que afectan la capacidad

a)La superficie de las placas: es un factor importantísimo para determinar la cantidad de capacitancia, puesto que la capacidad varía en proporción directa con la superficie de las placas. De este modo el aumento de la superficiede la placa incrementa la capacitancia, mientras que su disminución la hace mermar.
La mayor superficie de placa aumenta la capacidad.

b) La distancia entre las placas: el efecto que tiene dos cuerpos cargados entre ellos depende de la distancia que los separa .Como la acción de capacitancia depende de 2 placas y de la dif. De sus cargas, la capacidad varia cuando se modifica la distanciaentre las placas.
La capacidad de 2 placas aumenta a medida que las placas se acercan y disminuye cuando se alejan.


C) Cambiando el material dieléctrico: la capacidad se modificara si se utilizan como dielectricos materiales distintos. El efecto de los distintos materiales, es comparable al del aire, o sea que si un capacitor tiene una capacitancia dada cuando se utiliza aire como dieléctrico,otros materiales, en vez de aire, multiplicaran la capacidad en cierta medida. A esta medida se le denomina: constante dieléctrica.

2. ¿Que es la constante dieléctrica? Tabla con constantes dieléctricas de distintos materiales



Constante dielétrico de varios materiales - Electrónica UnicromLa Permitividad relativa o constante dieléctrica es una constante física adimencional (no tieneunidades) que describe como un campo eléctrico afecta un material. Ver Polarizazión de un dieléctrico
Dieléctrico de un capacitor
Se sabe que el valor de la capacidad de un capacitor está dada por la siguiente fórmula: C = Q / V
Determinando la capacidad C en función de las características físicas del capacitor.
Cuando un capacitor está formando por dos placas separadas entre si y entre ellas hayun vacío. El valor de la capacidad es: C = εo a/d.
Donde:
a = área de cada placa en m2
d = distancia entre placas en metros
εo = constante dieléctrica (vacío), cuyo valor es: 8.85 x 10-12faradio/metro
Si se introduce un dieléctricoentre las placas, la capacidad aumentará en un factor εr.
Entonces: C = εo εr a/d ó C = ε a/d
- εr es la constante dieléctricarelativa y depende de laspropiedades físicas de la sustancia empleada.
- ε es la constante dieléctricaabsoluta.
Existe gran diferencia entre los valores de las constantes dieléctricas de diferentes sustancias. Algunos ejemplos importantes de constantes dieléctricas se muestran en la tabla anterior.



3. Defina la capacidad eléctrica y sus unidades (submúltiplos más comunes)

La capacidad eléctrica es la propiedad quetienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacitancia también es una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para un potencial eléctrico dado. El dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el capacitor. La relación entre la diferencia de potencial (o tensión) existente entre las placas del capacitor y la carga eléctrica almacenada en éste, se describemediante la siguiente expresión matemática:

{C} = {Q \over V}
donde:
C\, es la capacidad, medida en faradios (en honor al físico experimental Michael Faraday); esta unidad es relativamente grande y suelen utilizarse submúltiplos como el microfaradio o picofaradio.
Q\, es la carga eléctrica almacenada, medida en culombios;
V\, es la diferencia de potencial (o tensión), medida en voltios....