Condensadores Electricos

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS

FACULTAD DE INGENIERÍA CAMPUS I

CONDENSADORES ELÉCTRICOS

MATERIA:

ELECTROMAGNETISMO Y ÓPTICA

CATEDRÁTICO:

ING. FIDEL ALEJANDRO DÍAZ MOLINARI

ALUMNA:

DENISSE ROBLERO MÉNDEZ

SEMESTRE Y GRUPO:

4° “B”

TUXTLA GUTIÉRREZ, CHIAPAS A 09 DE OCTUBRE DEL 2014

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo se dará a conocer dos elementos sumamente importantes en lo que respecta al almacenamiento de energía de pequeñas y grandes masas.

Los condensadores son dispositivos que almacenan una determinada carga eléctrica, básicamente, un condensador, en su expresión más simple, está formado por dos placas metálicas (conductoras de la electricidad) enfrentadas y separadas entre sí por una mínima distancia, y un dieléctrico, que se define como el material no conductor de la electricidad (aire, mica, papel, aceite, cerámica, etc.) que se encuentra entre dichas placas; su función, sus conexiones y distribución de su conformación son detallados en el presente trabajo.

CONDENSADORES ELÉCTRICOS

El condensador es un componente eléctrico cuya función es la de almacenar carga eléctrica y su aplicación más importante es la de corregir el factor de potencia, es un dispositivo de dos terminales que consiste en dos cuerpos conductores separados por un material no conductor. Tal material no conductor se conoce como aislante o dieléctrico. A causa del dieléctrico, las cargas no pueden moverse de un cuerpo conductor al otro dentro del dispositivo. Por tanto, éstas pueden transportarse entre los cuerpos conductores vía sistema de circuitos externos conectados a las terminales del capacitor.

Funcionamiento

La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad o capacitancia.

Se define la capacidad de un condensador como la cantidad de electricidad, expresada en culombios, que es necesario transportar de una lámina a otra para crear una diferencia de potencial de un voltio entre ambas láminas. La cantidad de electricidad transportada se denomina carga. Aunque pareciera natural expresar la cantidad en culombios por voltio, se expresa en realidad en faradios o microfaradios, siendo un faradio la capacidad de un condensador en el cual una carga de un culombio produce una diferencia de potencial de un voltio entre las dos láminas.

Un microfarad = a una millonésima de farad.

Un picofarad = 10-12 farad.

La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en micro- µF = 10-6, nano- nF = 10-9 o pico- pF = 10-12 -faradios. Los condensadores obtenidos a partir de supercondensadores (EDLC) son la excepción. Están hechos de carbón activado para conseguir una gran área relativa y tienen una separación molecular entre las "placas". Así se consiguen capacidades del orden de cientos o miles de faradios. Uno de estos condensadores se incorpora en el reloj Kinetic de Seiko, con una capacidad de 1/3 de Faradio, haciendo innecesaria la pila. También se está utilizando en los prototipos de automóviles eléctricos.

El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente fórmula:

en donde:

: Capacitancia o capacidad

: Carga eléctrica almacenada en la placa 1.

: Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2.

La unidad de capacitancia la podemos definir como:

Es la capacidad de un condensador, en el que sometidas sus armaduras a una diferencia de potencial de un voltio, esta adquiere una carga eléctrica de un coulomb.

La capacidad de un condensador varia también considerablemente con la naturaleza de la sustancia aislante comprendida entre las laminas, denominada generalmente dieléctrico, y la razón de la capacidad de un condensador dado con un dieléctrico determinado entre sus láminas, a la capacidad del mismo condensador cuando entre las láminas hay aire o existe el vacío, se denomina constante dieléctrica.

Energía almacenada en un condensador

En el proceso de cargar un condensador, se va generando un campo eléctrico en toda la región entre placas, lo cual implica una cantidad de energía eléctrica cuya densidad es proporcional al cuadrado de la magnitud del campo eléctrico. Esta energía es proporcionada externamente y consiste en el trabajo que se debe realizar para colocar una carga extra y del mismo signo sobre la placa ya parcialmente cargada, venciendo la repulsión coulombiana. En virtud de que el campo eléctrico generado es conservativo, el condensador almacena esta energía suministrada.

Matemáticamente se puede obtener que la energía , almacenada por un condensador con capacidad , que es conectado a una diferencia de potencial , viene dada por:

Fórmula para cualesquiera valores de tensión inicial y tensión final: Donde es la carga inicial. es la carga final. es la tensión inicial. es la tensión final.

Este hecho es aprovechado para la fabricación de memorias, en las que se aprovecha la capacidad que aparece entre la puerta y el canal de los transistores MOSpara ahorrar componentes.

Carga y descarga

Al conectar un condensador en un circuito, la corriente empieza a circular por el mismo. A la vez, el condensador va acumulando carga entre sus placas. Cuando el condensador se encuentra totalmente cargado, deja de circular corriente por el circuito. Si se quita la fuente y se coloca el condensador y la resistencia en paralelo, la carga empieza a fluir de una de las placas del condensador a la otra a través de la resistencia, hasta que la carga es nula en las dos placas. En este caso, la corriente circulará en sentido contrario al que circulaba mientras el condensador se estaba cargando.

Carga

Descarga

Donde:

V(t) es la tensión en el condensador.

Vi es la tensión o diferencia de potencial eléctrico inicial (t=0) entre las placas del condensador.

Vf es la tensión o diferencia

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