Laboratorio de Capacitores — Dieléctrico
Guía de uso
Laboratorio de capacitores y dieléctricos
Objetivo: Investigar el efecto de introducir materiales no conductores (dieléctricos) entre las placas de un capacitor y analizar cómo se modifican la capacitancia, la carga almacenada y el campo eléctrico. Descripción breve: Simulación interactiva que permite insertar diferentes materiales entre las placas de un capacitor. Facilita la comprensión de la polarización molecular y cómo la constante dieléctrica \(\kappa\) (o \(\epsilon_r\)) incrementa la capacidad de almacenamiento de carga del dispositivo según la relación:\( C = \kappa \epsilon_0 \frac{A}{d} = \kappa C_0 \)
Cómo usar (pasos):
- Ajustar la geometría del capacitor (área de las placas y distancia de separación).
- Seleccionar diferentes materiales dieléctricos (vidrio, papel, teflón, etc.) o personalizar la constante \(\kappa\).
- Deslizar el material dieléctrico dentro y fuera del espacio entre las placas para observar los cambios en tiempo real.
- Monitorear mediante los medidores virtuales cómo varía el voltaje \(V\) y la carga \(Q\) (dependiendo de si el capacitor está conectado o no a una batería).
- Visualizar las líneas de campo eléctrico y las cargas inducidas en la superficie del dieléctrico.
Resultados esperados / observaciones: Se verifica que la introducción de un dieléctrico siempre aumenta la capacitancia. Si el capacitor está aislado, el voltaje disminuye; si permanece conectado a la fuente, la carga almacenada aumenta. El campo eléctrico resultante en el interior se reduce debido al campo opuesto generado por la polarización del material.