CAPACIDAD ELÉCTRICA

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN

LICEO BOLIVARIANO “EL LIBERTADOR”

ARAURE – ESTADO PORTUGUESA

Alumna: Kendrys González

Araure, mayo de 2013.

INTRODUCCIÓN

Electromagnetismo, es una fuerza invisible que solo puede detectarse por el efecto de atracción que produce entre dos o más cuerpos. Si el efecto es permanente, estos cuerpos reciben el nombre de imanes y si el efecto es producido por la circulación de una corriente eléctrica por un conductor, ya sea recto o enrollado en forma de bobina, se llama electromagnetismo y a este dispositivo se le llama electroimán.

La electrónica, es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.

En electromagnetismo y electrónica, la capacidad eléctrica es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. En este trabajo se describe la capacidad eléctrica.

CAPACIDAD ELÉCTRICA

Es 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:

• 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.

En la práctica, la dinámica eléctrica del condensador se expresa gracias a la siguiente ecuación diferencial, que se obtiene derivando respecto al tiempo la ecuación anterior.

Donde i representa la corriente eléctrica, medida en amperios

CAPACIDAD ELÉCTRICA – CAPACITANCIA

Un conductor cargado y aislado del resto del universo, es aquel que se encuentra bastante alejado de todas las demás cargas, o equivalentemente podemos decir que la carga opuesta se encuentra en el infinito. De las definiciones de campo y potencial eléctrico ecs. II.2-25 y

II.2-105 se puede, para un conductor de esta naturaleza, establecer una relación directa entre la carga Q que el conductor puede poseer y el potencial eléctrico que esta carga establece en el espacio que la rodea, siendo el límite establecido sólo por el rompimiento eléctrico del medio. Para pequeñas distancias, comparadas con la distancia que separa al conductor aislado de las cargas restantes, esta relación es directamente proporcional y se puede escribir como: Q=C4

En donde la constante de proporcionalidad C viene a representar la capacidad que el conductor tiene de almacenar o condensar la carga. Si suponemos que el conductor es una esfera de radio R, se obtiene directamente de las ecs. II.2-114a y II.3-1 que la constante de proporcionalidad entre la carga y el potencial de la esfera es:

Concluyéndose que la capacidad de almacenar carga depende solamente del radio de la esfera y de la constante del medio.

El caso de un conductor aislado es una situación hipotética, entonces; ¿cómo sería la relación entre la carga y el potencial para una situación real en donde sabemos que una carga no puede estar aislada?, es decir, debe existir por lo menos un par de conductores cargados.

El teorema de la unicidad para conductores, tiene una manera única en la cual se reparten las cargas entre un sistema de conductores de forma tal que el campo eléctrico sea nulo en el interior de todos ellos.

Este teorema también se puede interpretar cómo una conexión única entre la relación carga-potencial y la disposición geométrica de los conductores portadores de carga. En la base de este criterio se puede establecer el siguiente teorema para dos conductores, derivable del teorema de la unicidad:

Dos conductores separados de cualquier forma, que puedan pero no necesariamente, poseer cargas opuestas de igual magnitud, tienen la capacidad de almacenar carga independientemente de la carga misma, del campo y potencial eléctrico que ésta produce y depende solamente de la estructura o arreglo geométrico conformado por los conductores y del medio que los separa.

Este arreglo geométrico se conoce cómo capacitor y la propiedad de almacenar la carga se denomina capacitancia

.

Este tipo de variable física que es determinada por factores geométricos es común en diversas áreas de la Física en donde se presenta un flujo de materia, partículas o energía.

Procede directamente del teorema anterior y del principio de inducción electrostática que un capacitor puede ser construido en cualquiera de las dos estructuras siguientes: cargados los dos con cargas opuestas o uno solo cargado mientras el otro es conectado a tierra.

Es directo establecer que para un par de conductores con cargas de igual magnitud Q ,por simple extensión de la ec. II.3-1 se puede escribir que la capacitancia debería estar dada por:

Siendo ahora la diferencia de potencial entre los dos conductores. Dado que la capacitancia depende solamente de factores geométricos, por definición es una variable física siempre de magnitud positiva. Esto implica que en la aplicación de la ec. II.3-3 se

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