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2.1: Preludio a Capacitores y Dispositivos Piezoeléctricos

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    Este capítulo comienza con una discusión sobre la polarización del material, y luego analiza los capacitores y los dispositivos piezoeléctricos. En el siguiente capítulo se analizan los dispositivos piroeléctricos y electroópticos. Todos estos dispositivos están construidos a partir de una fina capa dieléctrica, y el funcionamiento de todos estos dispositivos implica establecer una polarización de material, acumulación de carga, a lo largo de este material dieléctrico. En materiales piezoeléctricos, la deformación mecánica provoca una polarización del material. Al igual que con muchos dispositivos de conversión de energía, los dispositivos piezoeléctricos pueden funcionar en ambos sentidos, convirtiendo la energía mecánica en electricidad o convirtiendo la electricidad en vibraciones mecánicas. En los dispositivos piroeléctricos, un gradiente de temperatura provoca la polarización del material, y en los dispositivos electroópticos, un campo eléctrico óptico externo provoca la polarización del material.

    ¿Por qué iniciar la discusión de los dispositivos de conversión de energía con una discusión de capacitores? Los capacitores son familiares para los ingenieros eléctricos y son dispositivos de almacenamiento de energía. ¿Cómo funcionan los capacitores? ¿Cuáles son los componentes de un condensador? ¿De qué materiales están hechos los capacitores? ¿Cuáles son las diferencias entre los diferentes tipos de capacitores como los condensadores de mica y los condensadores electrolíticos? En un curso de circuitos introductorios, un condensador es un dispositivo donde la relación entre la corriente\(i\) y el voltaje\(v\) viene dada por\[i = C \frac {dv} {dt} \nonumber \]

    y la capacitancia\(C\) es solo una constante. La única diferencia entre un condensador y otro es el valor de capacitancia. Para poder responder más a estas preguntas, necesitamos ir más allá de este modelo. A través de este estudio, obtendremos información sobre los dispositivos piezoeléctricos, los dispositivos piroeléctricos y los dispositivos electroópticos también.


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