Hay tres factores básicos de construcción de condensadores que determinan la cantidad de capacitancia creada. Todos estos factores dictan la capacitancia al afectar la cantidad de flujo de campo eléctrico (diferencia relativa de electrones entre placas) que se desarrollará para una cantidad dada de fuerza de campo eléctrico (voltaje entre las dos placas):
ÁREA DE PLACA : Todos los demás factores son iguales, mayor área de placa da mayor capacitancia; Menos área de placa da menos capacitancia.
Explicación: Un área de placa más grande da como resultado más flujo de campo (carga acumulada en las placas) para una fuerza de campo dada (voltaje a través de las placas).
ESPACIO EN LA PLACA : Todos los demás factores son iguales, el espacio adicional en la placa da menos capacitancia; un espacio de placa más cercano da mayor capacitancia.
Explicación: Un espaciado más cercano da como resultado una mayor fuerza de campo (voltaje a través del capacitor dividido por la distancia entre las placas), lo que resulta en un mayor flujo de campo (carga acumulada en las placas) para cualquier voltaje aplicado a través de las placas.
MATERIAL DIELÉCTRICO : Todos los demás factores son iguales, una mayor permitividad del dieléctrico da mayor capacitancia; Menos permitividad del dieléctrico da menos capacitancia.
Explicación: Aunque es complicado de explicar, algunos materiales ofrecen menos oposición al flujo de campo para una cantidad dada de fuerza de campo. Los materiales con una mayor permitividad permiten un mayor flujo de campo (ofrecen menos oposición) y, por lo tanto, una mayor carga acumulada, para cualquier cantidad dada de fuerza de campo (voltaje aplicado).
La permitividad “relativa” significa la permitividad de un material, en relación con la de un vacío puro. Cuanto mayor es el número, mayor es la permitividad del material. El vidrio, por ejemplo, con una permitividad relativa de 7, tiene siete veces la permitividad de un vacío puro y, en consecuencia, permitirá el establecimiento de un flujo de campo eléctrico siete veces más fuerte que el de un vacío, siendo todos los demás factores iguales. La siguiente es una tabla que enumera las permitividades relativas (también conocidas como la “constante dieléctrica”) de varias sustancias comunes:
|
Material
|
Permitividad relativa (constante dieléctrica) |
|---|---|
| Vacío | 1.0000 |
| Aire | 1.0006 |
| PTFE, FEP (“Teflón”) | 2,0 |
| Polipropileno | 2,20 a 2,28 |
| Resina ABS | 2,4 a 3,2 |
| Poliestireno | 2,45 a 4,0 |
| Papel encerado | 2,5 |
| Aceite para transformadores | 2,5 a 4 |
| Caucho duro | 2,5 a 4,80 |
| Madera (roble) | 3,3 |
| Siliconas | 3.4 a 4.3 |
| Baquelita | 3,5 a 6,0 |
| Cuarzo fundido | 3,8 |
| Madera (arce) | 4.4 |
| Vidrio | 4.9 a 7.5 |
| Aceite de ricino | 5.0 |
| Madera (abedul) | 5.2 |
| Mica, moscovita | 5.0 a 8.7 |
| Mica unida con vidrio | 6.3 a 9.3 |
| Porcelana, esteatita | 6,5 |
| Alúmina | 8.0 a 10.0 |
| Agua destilada | 80,0 |
| Bario-estroncio-titanita | 7500 |
Una aproximación de capacitancia para cualquier par de conductores separados se puede encontrar con esta fórmula:
Un capacitor puede hacerse variable en lugar de fijo en valor variando cualquiera de los factores físicos que determinan la capacitancia. Un factor relativamente fácil de variar en la construcción del condensador es el del área de la placa, o más adecuadamente, la cantidad de superposición de la placa.
La siguiente fotografía muestra un ejemplo de un condensador variable que utiliza un conjunto de placas metálicas intercaladas y un espacio de aire como material dieléctrico:
A medida que se gira el eje, el grado en que se superponen los conjuntos de placas variará, cambiando el área efectiva de las placas entre las cuales se puede establecer un campo eléctrico concentrado. Este capacitor particular tiene una capacitancia en el rango de picofaradios y encuentra uso en circuitos de radio.
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