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514 Capítulo 26 Capacitancia

Por tanto, la razón de la cantidad de carga Q al potencial eléctrico V producido será constante
para un conductor específico. Esa razón refleja la capacidad del conductor para almacenar
carga y se le llama su capacitancia C.

(26.1)

La unidad de capacitancia es el coulomb por volt, que se define como farad (F). Por con­
siguiente, si un conductor tiene una capacitancia de un farad, la transferencia de un coulomb
de carga al conductor elevará su potencial un volt.
Volvamos ahora a la pregunta original acerca de las limitaciones que se presentan cuando se
carga un conductor. Se ha dicho que cada conductor tiene una determinada capacitancia C para
almacenar carga. El valor de C para un determinado conductor no es una función de la carga que
soporta el conductor ni del potencial producido. En principio, la razón QIV permanecerá cons­
tante mientras se añade carga indefinidamente, pero la capacitancia depende del tamaño y la
forma del conductor, así como de la naturaleza del medio que lo rodea, o medio circundante.
Suponga que se trata de transferir una cantidad de carga indefinida Q a un conductor esfé­
rico de radio r, como se presenta en la figura 26.2. El aire que rodea al conductor es un aislante,
a menudo llamado dieléctrico, que contiene unas cuantas cargas en libertad de movimiento. La
intensidad del campo eléctrico £ y el potencial V en la superficie de la esfera están dados por

Puesto que el radio r es constante, tanto la intensidad del campo como el potencial en la su­
perficie de la esfera aumentan en proporción directa a la carga Q. Sin embargo, hay un límite
para la intensidad del campo que puede haber en un conductor sin que se ionice el aire a su
alrededor. Cuando esto sucede, el aire se vuelve esencialmente un conductor y cualquier car­
ga adicional que se coloque en la esfera se “fugará” al aire. Este valor límite de la intensidad
del campo eléctrico en el que un material pierde sus propiedades aislantes se conoce como la
rigidez dieléctrica de ese material.

La rigidez dieléctrica de un material es la intensidad del campo eléctrico para
la que el material deja de ser un aislante y se convierte en un conductor.

La rigidez dieléctrica para el aire seco a 1 atm de presión es de 3 MN/C, aproximadamente.
Puesto que la rigidez dieléctrica de un material varía considerablemente con las condiciones
ambientales, como la presión atmosférica y la humedad, es difícil calcular valores exactos.

Figura 26.2 La cantidad de carga que puede transferirse a un conductor está limitada por la rigidez dieléc­
trica del medio circundante.