La capacidad del condensador

“Capacitores”

Un capacitor o condensador eléctrico es un dispositivo empleado para almacenar cargas eléctricas. Un condensador básico consta de dos láminas metálicas separadas por un aislanteo dieléctrico que puede ser aire, vidrio, mica o papel encerado.

La capacidad o capacitancia de un capacitor se mide por la cantidad de carga eléctrica que se puede almacenar. Para aumentar la capacitancia se hacen las siguientes modificaciones:

a).- Disminuir la distancia entre las dos placas metálicas de tal manera que al acercarse, la placapositiva provocará que se atraigan más cargas negativas de la batería sobre la placa negativa y por su puesto más carga positiva sobre la placa positiva.

b).- Aumentar el áreas de las placas, pues mientras mayor superficie tengan, mayor será sucapacidad de almacenamiento.

c).- Aumentar el voltaje de la batería.

EJEMPLOS

Un capacitor tiene la capacidad de un Farad cuando al almacenarla carga de un Coulomb su potencial aumenta un Volt

Capacitancia

La capacitancia es la cantidad de carga (Q) que se puede almacenar en capacitor a un voltaje dado es proporcional a la capacitancia ¿Cuál y el voltaje (V)

Q = CV de la cual se obtiene

Donde:

C= capacitancia en faradios (F)

Q= carga almacenada por el capacitor en culombios (C)

V= Diferencia de potencial entre las placas del capacitor en voltios (V)

Cuando se desea calcular la capacitancia de un capacitor de placas paralelas se utiliza la siguiente expresión

c=e(A/d)

Donde:

C= Capacitancia en faradios (F)

E= Constante de permitividad en F/m

A= Área de una de las placas paralelas en m2

D= Distancia entre las placas paralelas en metros (M)

La constante E llamada permeabilidad eléctrica o permitividad del medio aislante, es igual al producto de la constante de permitividad en el vacío E 0= 8.85 X 10-12 C2/ Nm2 y E r es la permitividad relativa o coeficiente dieléctrico del medio aislante (Ver cuadro 3.3.2), por tanto:

E= E0 Er

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Medio aislador Permitividad relativa Er

Vacío 1.0000

Aire 1.0005

Gasolina 2.35

Aceite 2.8

Vidrio 4.7

Mica 5.6

Glicerina 45

Agua 80.5

Ejercicio

Dos láminas cuadradas de estaño de 40 cm de lado están

adheridas a las caras opuestas de una lamina de mica de

0.9 mm de espesor con un E r = 5.6

Datos Formulas sustitución

L=40 = 0.4

D= 0.9=0.0009M

EO=8.85X10-12 F/M

C=?

Er=(mica)= 5.6 E=E_0 E_R

C=E(A/D)

A=LXL E=(8.85X10-12) (5.6)

E=4.956X10-11

A= (0.4) (0.4) = 0.16M2

C=(4.956X10-11) ((0.16)/(0.0009))

C=(4.956X10-11) (177.777)

C=8.81066X10-9

Condensadores

Los capacitores también pueden conectarse en serie y en paralelo, con la diferencia de que las dos ecuaciones empleadas para los capacitores son intercambiadas de las utilizadas para las resistencias en serie y en paralelo.

A-En serie

B- Paralelo

Donde:

C = Capacitancia en Faradios (F)

Ce = Capacitancia equivalente en Faradios (F)

Es importante señalar que al conectar los capacitores en paralelo cada uno de ellos tendrá la misma diferencia de potencial V equivalente a V=(Q/C) y, además, el valor de la carga total almacenada será igual a Q= Q1 + Q2 + Q3 +…+ Qn y en una conexión en serie los capacitores adquieren la misma carga: Q = CV y el valor de la diferencia de potencial total será V= V1+ V2+ V3 +…+ Vn

Tres capacitores de 2, 8 y 10 pF se conectan primero

en serie y luego en paralelo. Calcula la capacitancia

equivalente en cada caso.

DATOS FORMULAS SUSTITUCION

C1=2

C2=8

C3=10 1/CE=1/C1+1/C2+⋯+1/CN 1/CE=1/2+1/8+1/10=0.725

CE=1/0.725=1.379

C1=2

C2=8

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