Un condensador puede funcionar si las dos placas o láminas conductoras no se tocan, de modo que la carga eléctrica no se transfiera de un conductor al otro. Asimismo, para evitar que la carga eléctrica se transfiera del conductor al aire, el espacio entre los dos conductores debe ser vacío. En el artículo sobre condensadores de placas paralelas, se habló de la capacitancia. condensadores de placas paralelas Las dos placas están separadas por el vacío. La capacitancia de un condensador en el vacío tiene limitaciones, por lo que para aumentarla, se coloca un conductor entre las dos placas/láminas. dieléctrico.
Un dieléctrico es un aislante que separa las dos placas conductoras de un condensador. Un aislante es un material que no conduce la electricidad, como el plástico, el vidrio, el papel o la madera. La función de un dieléctrico es aumentar la capacitancia, lo que permite que el condensador almacene una gran cantidad de carga eléctrica y energía potencial.
Los materiales dieléctricos aumentan la capacitancia porque se reduce el potencial eléctrico entre las dos placas conductoras.
¿Por qué aumenta la capacitancia de un capacitor después de colocar un dieléctrico entre las dos placas/láminas conductoras? Para encontrar la respuesta a esta pregunta, primero recuerde la lección sobre carga eléctricaLas cargas eléctricas iguales se repelen entre sí, mientras que las cargas eléctricas opuestas se atraen entre sí. Por ejemplo, las cargas positivas se atraen entre sí. 
El plástico tiene carga negativa, pero repele con carga positiva. Entonces, ¿por qué el plástico con carga negativa puede atraer pequeños trozos de papel que no tienen carga eléctrica? Esto sucede porque los trozos de papel experimentan polarización de carga. Los electrones en materiales aislantes como el papel no pueden moverse libremente como los electrones en materiales conductores. Por lo tanto, cuando el plástico con carga negativa se acerca a trozos de papel, los electrones ligados a los átomos son repelidos por el plástico, lo que resulta en la polarización de la carga negativa y positiva en el papel. La carga negativa en el papel se aleja del plástico, mientras que la carga positiva se acerca. Además, la carga negativa en el plástico atrae la carga positiva en los trozos de papel hasta que el papel, al ser más ligero, se acerca al plástico.
El proceso de polarización, o polarización de carga, que ocurre en un trozo de papel es similar a la polarización de carga que ocurre en un dieléctrico. Como se muestra en la imagen de la izquierda, por ejemplo, inicialmente solo hay dos placas conductoras cargadas eléctricamente. La placa izquierda está cargada positivamente, mientras que la derecha está cargada negativamente, por lo que la dirección del campo eléctrico va de izquierda a derecha.
Una vez colocado el dieléctrico entre las dos placas conductoras, la carga positiva de la placa izquierda atrae a los electrones de la superficie dieléctrica cercana, mientras que la carga negativa de la placa derecha los repele. Los electrones en el dieléctrico, que es un aislante, no tienen la misma libertad de movimiento que los electrones en el conductor. Por lo tanto, los electrones permanecen ligados a los átomos, pero se produce una polarización entre los electrones con carga negativa y los protones con carga positiva, como se muestra en la imagen. La presencia de una carga positiva en el lado derecho de los átomos del dieléctrico y una carga negativa en el lado izquierdo crea un campo eléctrico dirigido de derecha a izquierda, debilitando así el campo eléctrico generado por la carga eléctrica en la placa conductora, que se dirige de izquierda a derecha. De este modo, el campo eléctrico disminuye no porque disminuya la carga eléctrica en las dos placas/láminas conductoras, sino porque aparece un campo eléctrico en el dieléctrico en dirección opuesta. Cuando se retira el dieléctrico, la intensidad del campo eléctrico generada por la carga eléctrica en las dos placas/láminas conductoras vuelve a su estado original.
Si la intensidad del campo eléctrico generado por la carga eléctrica en las dos placas conductoras disminuye, entonces el potencial eléctrico entre las dos placas conductoras también disminuye debido al campo eléctrico.
La electricidad es directamente proporcional al potencial eléctrico, como se indica en la ecuación E = V / d, donde E = campo eléctrico, V = potencial eléctrico y d = distancia entre las dos placas. Si antes había un dieléctrico, el potencial eléctrico era Vo Entonces, después de que hay un dieléctrico, el potencial eléctrico se reduce a V por un factor de K. Matemáticamente, Vo = KV o V = Vo / K o K = Vo / V, donde K = constante dieléctrica. Vo > V de modo que K>1.
Cabe señalar que la cantidad de carga eléctrica en ambas placas/láminas conductoras no cambia, de modo que la cantidad final de carga es la misma que la cantidad inicial de carga (Q = Q).o). El cambio en la capacitancia del condensador se calcula utilizando la siguiente fórmula:
Descripción de la fórmula: C = capacitancia final, Co = capacitancia inicial, Q = carga final, Qo = carga inicial, V = potencial final, Vo = potencial inicial, K = constante dieléctrica
Con base en la ecuación anterior, se concluye que la capacitancia inicial (CoLa capacitancia inicial (C) es menor, mientras que la capacitancia final (C) es mayor. La capacitancia aumenta en un factor K, donde K es la constante dieléctrica. El valor de la constante dieléctrica varía según el material aislante. La constante dieléctrica (K) se obtiene al comparar la capacitancia de un capacitor con un dieléctrico con la capacitancia del capacitor sin dieléctrico.
Los materiales dieléctricos aumentan la capacitancia porque se reduce la distancia entre las dos placas conductoras.
Otra función del dieléctrico es reducir la distancia (d) entre las dos placas conductoras, de modo que el campo eléctrico (E) y la tensión eléctrica (V) entre ellas aumenten, según la ecuación E = V / d. Si el campo eléctrico y la tensión eléctrica entre las dos placas aumentan, la capacitancia del condensador también aumenta.
Si el condensador en cuestión es de placas paralelas, su capacitancia se calcula utilizando la siguiente fórmula:
Basándonos en las dos fórmulas anteriores, se puede concluir que la capacitancia (C) de un condensador de placas paralelas se puede aumentar reduciendo la distancia entre las dos placas/láminas conductoras (d).
Los dieléctricos aumentan la capacitancia porque aumenta la rigidez dieléctrica del condensador.
Los dieléctricos están compuestos de materiales aislantes que, al ser sometidos a un campo eléctrico muy intenso, experimentan una ruptura dieléctrica. Esta ruptura se produce cuando el campo eléctrico es tan fuerte que provoca el desprendimiento de electrones de los átomos, los cuales colisionan con electrones de otros átomos, generando un flujo electrónico dentro del dieléctrico. En otras palabras, la ruptura dieléctrica hace que el dieléctrico, que es un aislante eléctrico, se convierta en un conductor eléctrico.
Para evitar daños, cada dieléctrico fabricado con un material aislante determinado tiene un valor máximo de campo eléctrico que puede soportar, denominado rigidez dieléctrica. La rigidez dieléctrica de un material aislante es mayor que la del aire, y cada material aislante tiene una rigidez dieléctrica diferente: algunas son pequeñas y otras grandes. Por lo tanto, si se utiliza un dieléctrico con una rigidez dieléctrica elevada, el campo eléctrico que puede soportar es mayor, al igual que la tensión eléctrica que puede soportar. Si el campo eléctrico y la tensión eléctrica generados por las dos placas/láminas conductoras son mayores, la cantidad de carga eléctrica que puede alojar la placa conductora es mayor. Cuanta más carga haya en la placa conductora, mayor será la capacitancia del condensador.
