Dieléctrico: Sustancia que es mala conductora de la electricidad y que amortiguará la fuerza de un campo eléctrico que la atraviese. Algunos dieléctricos pueden ser: el vidrio, la madera o el plástico.
La mayor parte de los condensadores llevan entre sus láminas una sustancia no conductora o dieléctrica. Un condensador típico está formado por láminas metálicas enrolladas, separadas por papel impregnado en cera. El condensador almacena energía en la forma de un campo eléctrico (es evidente cuando el condensador funciona con corriente directa) y se llama capacitancia o capacidad a la cantidad de cargas eléctricas que es capaz de almacenar. La función del dieléctrico es aumentar la capacitancia del capacitor.
Un buen dieléctrico debe devolver un gran porcentaje de la energía almacenada en él al invertir el campo. Los dieléctricos, especialmente los que tienen constantes dieléctricas altas, se emplean ampliamente en todas las ramas de la ingeniería eléctrica para incrementar la eficacia de los condensadores.
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| Ejemplo de dielectrico en un condensador. |
"Rigidez dielectrica"
Se entiende rigidez dieléctrica o rigidez electrostática al valor límite de la intensidad del campo eléctrico en el cual un material pierde su propiedad aisladora pasa a ser conductor. Se mide en voltios por metro V/m (en el SI).
También podemos definirla como la máxima tensión que puede soportar un aislante sin perforarse. A esta tensión se la denomina tensión de rotura de un dieléctrico.
El término rigidez se utiliza porque cuando la materia transmite energía, vibra en su extensión llevando su mensaje de una molécula a otra. Cuando no vibra, pues está rígida y no transmite nada. Cuanto más rígida es, más aislante resulta.
Un ejemplo comun de ruptura dielectrica es el rayo.
Basicamente, un rayo es un corto circuito entre la nube y la tierra, que es producido cuando la energia acumulada de una nube, alcanza un valor critico y rompe la rigidez dielectrica del aire.
"Constante dielectrica"
La constante dieléctrica o permitividad relativa de un medio continuo es una propiedad macroscópica de un medio dieléctrico relacionado con la permitividad eléctrica del medio.
En relación la rapidez de las ondas electromagnéticas en un dieléctrico es:
Donde k es la constante dieléctrica y km es la permeabilidad relativa
El nombre proviene de los materiales dieléctricos, que son materiales aislantes o muy poco conductores por debajo de una cierta tensión eléctrica llamada tensión de rotura. El efecto de la constante dieléctrica se manifiesta en la capacidad total de un condensador eléctrico o capacitor. Cuando entre los conductores cargados o paredes que lo forman se inserta un material dieléctrico diferente del aire (cuya permitividad es prácticamente la del vacío) la capacidad de almacenamiento de la carga del condensador aumenta. De hecho la relación entre la capacidad inicial Ci y la final Cf vienen dada por la constante eléctrica:
Donde ε es la permitividad eléctrica del dieléctrico que se inserta.
Además el valor de la constante dieléctrica K de un material define el grado de polarización eléctrica de la substancia cuando esta se somete a un campo eléctrico exterior. El valor de K es afectado por muchos factores, como el peso molecular, la forma de la molécula, la dirección de sus enlaces (geometría de la molécula) o el tipo de interacciones que presente.
Cuando un material dieléctrico remplaza el vacío entre los conductores, puede presentarse la polarización en el dieléctrico, permitiendo que se almacenen cargas adicionales.
La magnitud de la carga que se puede almacenar entre los conductores se conoce como capacitancia ésta depende de la constante dieléctrica del material existente entre los conductores, el tamaño, la forma y la separación de los mismos.
Medicion de la constante dielectrica de los materiales.
La constante dielectrica puede ser medidad de la siguiente manera, primero medimos la capacidad de un capacitor de prueba en el vacío Ci (o en aire si aceptamos un pequeño error), luego usando el mismo capacitor y la misma distancia entre sus placas se mide la capacidad con el dieléctrico insertado entre ellas Cf.
La constante dieléctrica puede ser calculada como:
"Circuito en serie"
Se define un circuito serie como aquel circuito en el que la corriente eléctrica solo tiene un solo camino para llegar al punto de partida, sin importar los elementos intermedios. En el caso concreto de solo arreglos de resistencias la corriente eléctrica es la misma en todos los puntos del circuito.
En un circuito en serie, la electricidad tiene una sola vía por la cual desplazarse. Un ejemplo puede ser el siguiente:, hay dos bombillas alimentadas por una pila en un diseño de circuito en serie. La electricidad fluye desde la pila a cada bombilla, una a la vez, en el orden en el que van cableadas al circuito. En este caso, debido a que la electricidad fluye en una sola dirección, si una de las bombillas se quema, la otra no podría encenderse porque el flujo de corriente eléctrica se interrumpiría. Del mismo modo, si una bombilla se desatornillara, el flujo de corriente a ambas bombillas se interrumpiría.
Un ejemplo de circuito en serie muy conocido es el de los focos navideños. Cuando se funde o se retira una luz navideña, las demas se apagan ya que se deja abierto el circuito y no puede pasar la energia.
"Circuito paralelo"
Se define un circuito paralelo como aquel circuito en el que la corriente eléctrica se bifurca en cada nodo. Su característica más importante es el hecho de que el potencial en cada elemento del circuito tiene la misma diferencia de potencial.
En un circuito en paralelo, la electricidad tiene más de una vía por la cual desplazarse. Imaginemos que hay dos bombillas alimentadas por una pila en un diseño de circuito en paralelo. En este caso, debido a que la electricidad puede fluir por más de una vía, si una de las bombillas se quema, la otra aún puede seguir encendida porque el flujo de electricidad a la bombilla descompuesta no detendrá el flujo de electricidad a la bombilla en buen estado. Del mismo modo, si se desatornilla una bombilla, ello no impediría que la otra se encendiera.
Características de la conexión en paralelo
- Todos disponen del mismo voltaje de la pila.
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| Tres bombillas en paralelo |
Si conectamos tres bombillas en paralelo,
cada una de ellas está en contacto con
los polos de la pila. Como la pila tiene
4,5 voltios, todas lucen mucho.- Si se funde una bombilla, las demas siguen luciendo
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| Dos bombillas en paralelo |
Esto es lógico, ya que las otras dos siguen conectadas a los polos de la pila.
