Los materiales dieléctricos son materiales que no tienen electrones libres para conducir. La principal diferencia con los aislantes es que pueden almacenar energía. Todos los aislantes en los circuitos eléctricos son dieléctricos. El cambio de material dieléctrico con y sin campo eléctrico se representa en la figura 1.
En la condición de funcionamiento estable, el papel de la el material dieléctrico es como un medio de campo eléctrico. Este material está en realidad colocado entre dos actual llevando placas de metal. Las placas junto con el material forman un condensador.
Ahora, considera dos placas de metal. Un dieléctrico sólido ideal se coloca entre las placas. El material que tiene cero conductividad eléctrica está tomado. Luego, se da un voltaje alterno a través de las placas.
Como resultado, se desarrolla un campo alterno en el dieléctrico sólido. Por lo tanto, una corriente de capacitancia de vatios fluirá en el material dieléctrico. Es de naturaleza reactiva. La corriente capacitiva conducirá a la voltaje por 90o. Está dada por
C Capacidad del condensador (F)
f Frecuencia (Hertz)
V Tensión aplicada (V)
Esta corriente fluirá regularmente hasta la aplicación del voltaje. Este no es el caso cuando se aplica el voltaje DC. Esta capacitancia la corriente fluirá sólo hasta el desarrollo de campo eléctrico en el dieléctrico sólido y la carga del condensador estará completa. Es decir, a medida que el tiempo aumenta carga del condensador …aumenta. El cargo está dado por
Q = CV (al final del período de carga)
Esta energía es reversible. Es decir, cuando se descargue, la energía almacenada retrocederá.
Ahora, consideramos que un dieléctrico con conductividad eléctrica no es cero. Es decir, se considera un dieléctrico práctico. Entonces, habrá otra corriente activa aparte de la corriente capacitiva de las vainas. Está dada por
G Admisión (inversa de la impedancia)
Cuando se aplica un voltaje a través de un dieléctrico en condiciones normales; ese es el dieléctrico utilizado en el condensador es de buen estado de funcionamiento, entonces la energía tomada del suministro consiste en energía reversible y energía no reversible. La primera es necesaria para desarrollar la campo eléctrico en el dieléctrico y el último es para cubrir las pérdidas en el dieléctrico. Las pérdidas de energía son por dispersión y la energía convertida en calor. Las pérdidas se denominan pérdidas dieléctricas. Esto es alto en alta frecuencia.
Ahora, el capacitancia de un condensador con y sin material dieléctrico se considera a continuación. En el primer caso; con el aire como medio y está dado por
En el segundo caso, un condensador con un material dieléctrico sólido se considera. Aquí, la capacitancia se incrementa por un factor, k. La capacitancia viene dada por
El factor se llama constante dieléctrica. Es una constante que da las características del material dieléctrico.
Aquí podemos ver los efectos del material dieléctrico como un medio de campo eléctrico. Los efectos son;
- El campo eléctrico (E) disminuirá con la adición de material dieléctrico, cuando la carga se mantenga invariable.
- El capacitanciaC aumentará con el uso de material dieléctrico.
