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Situación 2: Energía almacenada en un condensador con dieléctrico

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Esta es la segunda lección de una serie de videos que explican qué sucede con la energía almacenada de un condensador de placas paralelas antes y después de que un dieléctrico se introduce.

Para efectos de análisis se formula el siguiente enunciado - problema:

Un condensador de placas paralelas se carga con una batería hasta una carga q1 (situación 1). La batería es entonces retirada, y una plancha de constante dieléctrica k se introduce entre las placas (situación 2). Encuentre la energía almacenada en el condensador antes y después de que el dieléctrico se introduce.

En esta segunda lección se analiza la situación 2 y se encuentra la expresión de energía potencial almacenada (U2) en función de la carga y capacitancia del condensador. En este problema las cargas de las situaciones 1 y 2 son iguales, en cambio las capacitancias no por efecto del dieléctrico.

Se concluye que la capacitancia del condensador de la situación 2 (C2) es k (constante dieléctrica) veces la capacitancia del condensador de la situación 1 (C1).

C2 = k C1

Si se comparan las energías almacenadas de las situaciones 1 y 2, se obtiene que:

U2 = U1 / k

lo que lleva a que U2 < U1. Entonces, ¿este resultado viola la Ley de la Conservación de la Energía?. La respuesta es NO. Esto se explica en la próxima lección.


 
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