Capacitor, ¿un consumidor de energía?

Capacitor, ¿un consumidor de energía?

Una gran incógnita se genera al escuchar los términos capacitor y capacitancia, al ser palabras técnicas damos por hecho que solo están presentes en campos de especialización, o en otras ocasiones suelen confundirse estos términos. Esta incógnita se genera a partir del primer capacitor  llamado la botella de Leyden en el S.XVIII. A principios de este siglo no se había descubierto que la electricidad podía ser almacenada; fue hasta 1746 cuando Pieter Van Musschenbroek y Ewald Von Kleist descubrieron que en una botella de vidrio con un clavo o alambre que atravesaba el tapón y hacía contacto con el agua almacenaban cargas eléctricas, la botella se cargaba al sostenerla con la mano y conectando un extremo del alambre a una fuente de electricidad; si se interrumpía el contacto entre el alambre y la fuente eléctrica para tocar el alambre con la mano, ocurría una descarga que provocaba un shock.

Daniel Gralath combino varias botellas de Leyden en paralelo con el fin de aumentar la capacidad de almacenamiento de carga dando paso a la primera batería, término que fue acuñido por Benjamín Franklin.

Este primer condensador evoluciono a través del tiempo convirtiéndose en un modelo cubierto con láminas metálicas por dentro y por fuera que reemplazaban el agua y así trascendió, convirtiéndose en un enorme avance en la historia de la electricidad.

La idea principal de este ensayo, es generar un claro entendimiento acerca del tema  capacitores a través de los conceptos básicos y del desarrollo de ejercicios. Un capacitor o condensador eléctrico es un componente pasivo que almacena energía a través de campos eléctricos. Recibe el nombre condensador por las ideas provenientes sobre la naturaleza de la carga eléctrica en el S. XIX, que hacían referencia que tras la condensación de un fluido podía almacenarse carga en un dispositivo adecuado como lo fue la botella de Leyden. Está compuesto por dos placas conductoras, las cuales se encargan de almacenar las cargas eléctricas; que están separados por un aislante llamado dieléctrico que evita el paso de la corriente.

Un capacitor de placas paralelas al conectarse a las terminales de una batería adquieren cargas de igual magnitud con polaridad opuesta. Al encontrarse juntas las placas en comparación con su longitud y ancho, el campo eléctrico es igual entre ellas y cero en cualquier otra parte.

En su estado original las placas internas tiene el mismo número de electrones. Cuando se conecta una fuente de voltaje a una de las placas pierde electrones (terminal positiva), mientras que la otra los gana (terminal negativa). Cuando el capacitor alcanza un voltaje de igual magnitud al de la fuente de alimentación, el movimiento de electrones se detiene.

Este componente pasivo tiene una propiedad denominada capacitancia que le permite almacenar la energía; en términos matemáticos es la relación de la magnitud de la carga (Q) en cualquiera de los conductores  y la magnitud de la diferencia potencial (∆V) entre ellos, su unidad de medida es el Faradio (F) en honor al físico Michael Faraday. Esta expresada matemáticamente como C=Q/∆V. Esta propiedad depende de las características físicas del dispositivo, si el área de las placas es grande la capacitancia aumenta, pero si la separación entre ellas aumenta la capacitancia disminuye. Así mismo se ve afectada por el tipo de material dieléctrico; puesto que dichos materiales aislantes tienen diferentes grados de permitividad (capacidad para el establecimiento de un campo eléctrico), la capacidad del condensador eléctrico es mayor cuando la permitividad también lo es.

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