jueves, 5 de mayo de 2016

Capacitancia y Carga de un capacitor.


CAPACITANCIA

La capacitancia es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacidad es también una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para una diferencia de potencial eléctrico dada. El dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el condensador. La relación entre la diferencia de potencial (o tensión) existente entre las placas del condensador y la carga eléctrica almacenada en éste, se describe mediante la siguiente expresión matemática:




donde:

  • es la capacidad, medida en faradios (en honor al físico experimental Michael Faraday); esta unidad es relativamente grande y suelen utilizarse submúltiplos como el microfaradio o picofaradio. 
  • es la carga eléctrica almacenada, medida en culombios; 
  • es la diferencia de potencial (o tensión), medida en voltios. 
Cabe destacar que la capacidad es siempre una cantidad positiva y que depende de la geometría del condensador considerado (de placas paralelas, cilíndrico, esférico). Otro factor del que depende es del dieléctrico que se introduzca entre las dos superficies del condensador. Cuanto mayor sea la constante dieléctrica del material no conductor introducido, mayor es la capacidad.

CAPACITORES EN SERIE


Un capacitor puede ser armado acoplando otros en serie y/o en paralelo. De esta manera se obtiene una capacidad total equivalente para el conjunto de capacitores que se puede calcular mediante expresiones simples. También es posible conocer las caídas de potencial y la carga almacenada en cada capacitor.

El acoplamiento de capacitores en serie se realiza conectando en una misma rama uno y otro capacitor, obteniendo una capacidad total entre el primer borne del primer capacitor y el último del último.






Capacidad total en serie

La capacidad total (o equivalente) en serie se calcula sumando las inversas de cada una de las capacidades y calculando la inversa del resultado.



Tensión de capacitores en serie

La suma de las caídas de tensión de cada capacitor da como resultado la tensión total aplicada entre los bornes A y B.




CAPACITORES EN PARALELO

El acoplamiento en paralelo de los capacitores se realiza conectándolos a todos a los mismos dos bornes.




Capacidad total en paralelo

La capacidad total (o equivalente) en paralelo se calcula sumando las capacidades de cada uno de los capacitores.






Tensión de capacitores en paralelo

Al estar unidos todos los capacitores por un mismo conductor, se encuentran todos a la misma diferencia de potencial (la de la tensión aplicada) por lo tanto la tensión de cada uno es igual a la de otro e igual a la total.





CARGA DE CAPACITORES

Carga de capacitores en serie

La carga de cada uno de los capacitores de una rama en serie es igual a la de los demás y es igual a la carga equivalente acumulada en toda la rama.




A su vez, cada carga puede ser calculada como q = C V de cada capacitor, con lo que:



Carga de capacitores en paralelo

La carga total es igual a suma de las cargas almacenadas en cada capacitor.


Y cada carga puede calcularse como q = C V de cada capacitor, pero en este caso V es la misma para todos, con lo que:




De esta manera, al ser V la misma, puede verse que las cargas que almacena cada capacitor para una determinada tensión aplicada no son iguales si las capacidades son distintas.


En los siguientes vídeo se muestran algunos ejercicios de aplicación:









CONCLUSIÓN

En el desarrollo de la practica se pudo ver que un capacitor se dice que está cargado cuando existe diferencia de potencial en él y que fue el caso en particular que se estudio. Al estar el capacitor cargado, éste tenía una carga total y una diferencia de potencial, al cambiar el interruptor se observo inmediatamente una disminución en la diferencia de potencial entre las terminales del capacitor, así fue como se presentó el fenómeno de descarga del capacitor.


BIBLIOGRAFÍA








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