Capacitor

El capacitor

El capacitor es un dispositivo eléctrico que permite almacenar energía en forma de campo eléctrico. Es decir, es un dispositivo que almacena cargas en reposo o estáticas. Consta en su forma más básica de dos placas de metal llamadas armaduras enfrentadas unas a otras, de forma que al conectarlas a una diferencia de potencial o voltaje una de ellas adquiera cargas negativas y la otra positivas.

Esto se debe a que al conectar las armaduras a una diferencia de potencial, que puede ser una batería, las cargas llegan muy rápidamente a un nuevo estado de reposo en la cual esa diferencia de potencial es "transmitida"(los electrones del polo negativo de la batería se repelen hacia una placa mientras que en el polo positivo se extraen electrones de la otra armadura)a las armaduras, pero al estar enfrentadas las placas unas con otras estas cargas se atraen formando un campo eléctrico paralelo y almacenando energía eléctrica permanentemente.

Como el capacitor tiene en cada placa cargas iguales pero de signo opuesto, la carga neta del condensador es nula. Cuando se habla de carga de un capacitor se habla de la carga de cualquiera de sus placas, pero en realidad sólo las cargas de la placa negativa se mueven (hacia la placa positiva), debido a que el movimiento es sólo de los electrones.

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 cargaalmacenada 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.

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 (entre A y B)

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

Y la carga total (qt) que es igual a la carga sobre cualquier capacitor se puede calcular sobre el capacitor equivalente como:

qt = Ce VAB

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 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

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