Condensadores o capcitadores: es un dispositivo formado por dos placas conductoras cuyas cargas son iguales pero de signo opuesto. Básicamente es un dispositivo que almacena energía en forma de campo eléctrico. Al conectar las placas a una batería, estas se cargan y esta carga es proporcional a la diferencia de potencial aplicada, siendo la constante de proporcionalidad la capacitancia: el condensador. También eliminan los chispazos en los sistemas de encendido de los automóviles
capacidad: es la magnitud medida por la relación entre la carga en cualquiera de los condensadores y la tensión entre ellos.
Donde
q es la carga de una de las placas (coulumb)
V la diferencia de potencial entre ella(voltio)
c es la capacidad (faradio o farad)
Faradio: 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.
OBSERVACIÓN:La unidad del Faradio es muy grande (un condensador de placas paralelas de un Faradio, ocuparía un área aproximada de 1011m2 que en la práctica es imposible) por lo tanto para fines prácticos se utilizan submúltiplos
SUBMÚLTIPLOS DE FARAD
milifaradio (mF = 10-3 F)
micro Faradio (μF = 10-6 F)
nano Faradio (nF = 10-9 F)
picofaradio (pF = 10-12 F)
TIPOS DE CONDENSADORES
CLASIFICACIÓN DE LOS CONDENSADORES
- Según su forma: plano, esféricos y cilíndricos
- según la función y propósito: fijos, variables, de construcción, microelectrónica
- Según su material dieléctrico: papel, plástico, mica, cerámica y vidrio
Los condensadores tienen muchas formas geométricas y aquí estudiaremos solo tres, que son: Los de placas paralelas, los cilíndricos y los esféricos.
CONDENSADOR DE PLACAS PLANAS:Es aquel condensador formado por dos láminas conductoras de área A y separadas paralelamente por una distancia d, que es pequeña comparada con las dimensiones de las aristas del área (fig). Al conectar el condensador a una fuente de poder (dispositivo que suministra energía eléctrica) cada una de las placas adquiere una carga de valor Q. De la sección de campo eléctrico, tenemos que el campo total entre dos placas planas paralelas era:
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Si entre ellas lo que existía era aire. La diferencia de potencial es:
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Y la densidad de carga está dada por:
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Tenemos que la diferencia de potencial es:
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Aplicando la ecuación 6.1, nos queda:
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ENERGÍA ALMACENADA DE 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.
CONDENSADORES EN PARALELOS
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Tres o mas condensadores estan conectados en paralelos cuando se conectan de la manera que estan en la figura.2.
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Las primeras tres placas estan conectadas al terminal positivo, mientras que que las otras tres estan conectadas al terminal negativo. De esta forma, la diferencia de potencial entre las placas del condensador es la misma para todas. La carga sumunistrada por la fuente se reparte entre los tres condensadores. En resumen:
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a.- La carga total es igual a la suma de las cargas de cada condensador.
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b.-La diferencia de potencial es la misma en cada uno de los condensadores.
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Es posible sustituir el conjunto de condensadores por uno solo, sabemos que:
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Y asi para Q1, Q2 y Q3. Introduciendo en (6.6) y desarrollando:
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Es decir, al colocar los condensadores en paralelos, su capacidad aumenta.
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CONDENSADORES EN SERIES
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