Campo eléctrico y polarización en un capacitor de placas paralelas.
Enviado por beltranlbeltran1 • 4 de Octubre de 2016 • Ensayos • 1.038 Palabras (5 Páginas) • 521 Visitas
12/3/2015[pic 1]
Profesor: Rigoberto Herrera | Alumno: Leopoldo Beltrán |
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Electricidad y Magnetismo | Campo eléctrico y polarización en un capacitor de placas paralelas: análisis cuantitativo y cualitativo |
Resumen
Desde su invención en el año 1745, por Pieter van Musschenbroek (nacionalidad Holandesa), Ewald Georg von Kleist (nacionalidad Alemana), y su mejora en 1747 por John Bevis (nacionalidad Inglesa), el capacitor, también conocido como condensador eléctrico, ha tenido un impacto impresionante en la industria, y en la vida cotidiana.
Introducción
El primer capacitor de la historia
[pic 3]Como se mencionó anteriormente, el primer capacitor fue construido por dos físicos en el mismo año, 1745, curiosamente, no lo construyeron juntos. Musschenbroek lo logro en la Universidad de Leide, y Kleist, en Alemania.[pic 4]
El primer capacitor de construyo de una manera muy burda y primitiva, este se componía de una botella de vidrio llena de agua y una tapa atravesada por un clavo en contacto con en el agua. Por ese motivo se le denominó “Botella de Leyden” (Figura 1), en alusión a la universidad donde se creó.
En el año 1747, John Bevis, un físico y astrónomo inglés, eliminó el agua y revistió la botella con dos capas de papel de aluminio, una interna y otra externa. Ambas capas quedaban separadas de forma equidistante por el propio vidrio de la botella, que a su vez hacía función de aislante.
Palabras clave: capacitor, dieléctrico, campo eléctrico, capacitancia.
[pic 5]Desarrollo[pic 6]
¿Qué es un capacitor?
Un capacitor eléctrico de placas paralelas es un dispositivo formado por dos placas metálicas separadas por un aislante llamado dieléctrico, este es un material que evita el paso de la corriente eléctrica, y una de sus funciones es aumentar la capacitancia del capacitor. Estos dispositivos son representados por el símbolo mostrado en la figura 2.
El condensador eléctrico o capacitor eléctrico almacena energía en forma de campo eléctrico, y se le llama capacitancia a la cantidad de cargas eléctricas que es capaz de almacenar, y las unidades de medida son faradios.
Un capacitor o condensador eléctrico es un componente:
- Eléctrico, debido a que trabaja con corrientes y voltajes.
- Pasivo, ya que no proporciona ganancia ni excitación.
- De dos terminales que puede ser polarizado.
- Que acumula carga eléctrica
Permitividad en el dieléctrico.
La permitividad relativa mide la cantidad de flujo electrostático que puede concentrar un material. Es esencial conocer la constante dieléctrica de un material cuando se decide usarlo en un capacitor. Los diferentes materiales que se utilizan como dieléctricos tiene diferentes grados de permitividad, es decir, diferente capacidad para el establecimiento de un campo eléctrico. Mientras mayor sea la permitividad, mayor es la capacitancia del capacitor.
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La capacitancia de un capacitor está dada por la fórmula:
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Dónde:
C = Capacitancia
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A = Área entre placas
d = Separación entre las placas
Potencial Eléctrico
[pic 10]Potencial eléctrico es la energía potencial eléctrica por unidad de la carga de prueba. El potencial eléctrico (voltaje) producido por una carga puntual Q, en cualquier punto del espacio, está dado por la formula mostrada en la figura 3:
Dónde:
V= Potencial
K= Constante de Coulomb
Q= Carga
R= radio
Ahora consideremos la energía potencial eléctrica de la interacción de un sistema de dos partículas con carga. Si V1 es el potencial eléctrico debido a una carga q1 en un punto P, entonces el trabajo necesario para traer la carga q2 desde el infinito hasta P sin aceleración, es q2V1. Este trabajo es igual a la energía potencial, U, del sistema de dos partículas cuando las mismas están separadas por una distancia r.[pic 11]
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