CONDENSADORES Capacidad elctrica Condensadores Conexin de condensadores CAPACIDAD

CONDENSADORES: § § § Capacidad eléctrica Condensadores Conexión de condensadores

CAPACIDAD Y CONDESANDORES ü CAPACIDAD:

§ En el ámbito eléctrico: § CAPACIDAD ELECTRICA DE UN CONDUCTOR: Razón constante entre la carga eléctrica que puede almacenar y el potencial que adquiere con ella § Mide la capacidad de almacenar cargas sin que el potencial se eleve demasiado

§ Unidad de medida: § SUBMULTIPLOS

LOS CONDENSADORES Dispositivos que almacenan energía potencial eléctrica El sistema acumula energía potencial elástica

§ Para maximizar la acción de almacenar carga, se construyen dispositivos denominados CONDENSADORES Los condensadores son dispositivos formados por dos placas conductoras, muy cercas entre sí, ambas placas poseen cargas iguales y opuestas

- Estudiaremos el condensador de placas planas paralelas

¿DE QUÉ DEPENDE LA CAPACIDAD DE UN CONDENSADOR? C= Capacidad (F) d= distancia entre las placas (m) A= Área de las placas (m 2) ε 0=Permitividad del espacio libre 8, 85 x 10 -12 [C 2/Nm 2]

EL DIELECTRICO § Material no conductor (aislante), que en un condensador se ubica entre las placas. ¿Cuáles son sus funciones? • Aumentar la capacidad del condensador • Permite reducir la distancia entre las placas sin que estas hagan contacto (se reduce aumenta C) • Permite aumentar el voltaje entre las placas, sin que el material se ionice permitiendo la conducción de cargas a través de él • Proporciona mayor resistencia mecánica

Al colocar un dieléctrico entre las placas la capacidad del condensador aumenta en un factor k conocido como constante dieléctrica

TABLA DE CONSTANTES DIELECTRICAS

EFECTO DEL DIELECTRICO Entre las placas existe un campo eléctrico uniforme dado por E=V/d, al introducir el dieléctrico, este se polariza y genera un campo eléctrico en sentido contrario al de las placas; disminuyendo su intensidad neta E=EO-ED. Si disminuye E, también disminuye V (son proporcionales cuando d es constante) por lo tanto, aumenta la capacidad (C=Q/V)

Observaciones: 1. - Como, se tiene la siguiente grafica § En un grafico Q (V) el área bajo la curva me entrega la energía eléctrica

2. - Otras relaciones para la energía almacenada

EJEMPLOS 1) Las placas paralelas de un condensador tienen 35 cm 2 de área y están separadas, con aire, una distancia de 2, 5 mm a) ¿Cuál es su capacidad? b) ¿Qué carga tienen las placas cuando se conecta a una fuente de 10 Volt?

EJERCICIOS 1. - Las placas de un condensador tienen 0, 08 m 2 de área están separadas, con aire, una distancia de 4 mm a) Determina la capacidad del condensador b) Si se le aplica un voltaje de 103 Volt. ¿Cuánta carga adquieren sus placas? 2. - ¿Qué separación debe existir entre las placas de un condensador plano de área 2 cm 2 que contiene papel como dieléctrico, para que su capacidad sea de 4 p. F? K=3, 7

3. - Determina la capacidad de un condensador, cuyas placas miden 20 cm x 3 cm y están separadas por aire, una distancia de 1 mm 4. - Si al condensador del ejercicio anterior se le conecta una fuente de 12 Volt; ¿Cuánta carga adquieren las placas? 5. - Determina la capacidad de un condensador formado por dos placas de 400 cm 2 separadas por una lamina de papel de 1, 5 mm? K=3, 7 6. - ¿Cuánta energía puede almacenar un condensador de 2 p. F conectado a 220 Volt?

CONEXIÓN DE CONDENSADORES CONEXIÓN EN PARALELO DE CONDENSADORES

CARACTERISTICAS • Las placas superiores están conectadas simultáneamente al polo positivo de la batería, debido a esto están al mismo potencial • las placas inferiores están conectas simultáneamente al polo negativo de la batería, debido a esto están al mismo potencial • Los voltajes individuales a través de los condensadores conectados en paralelo son los mismos e iguales al de la fuente

CARACTERISTICA DE LA CONEXIÓN EN PARALELO Todos los condensadores presentan el mismo voltaje entre sus placas, mismo de la fuente La carga total, corresponde a la suma de las cargas en cada condensador: Capacidad equivalente • La capacidad equivalente para la conexión en paralelo siempre es mayor que cualquiera de las capacidades individuales • Al agregar mas condensadores, la capacidad equivalente aumenta

CONEXIÓN EN SERIE DE CONDESADORES

CARACTERISTICAS • La batería transfiere e- desde la placa izquierda de C 1 hasta la placa derecha de C 2 La placa izquierda de C 1 se carga positivamente y la placa derecha de C 2 se carga negativamente • En la placa derecha de C 1 se induce carga negativa estas cargas negativas provienen de la placa derecha de C 2, que debido a lo anterior se carga positivamente

CARACTERISTICA DE LA CONEXIÓN EN SERIE • La carga es la misma en todos los condensadores • El voltaje total se divide en cada condensador • La capacidad equivalente Mientras mas condensadores se conecten en serie, menor es la capacidad equivalente

CONEXIÓN MIXTA Determine la capacidad equivalente entre a y b

EJEMPLO: Según la conexión de condensadores de la figura, determine: a) Capacidad equivalente b) La carga total c) El voltaje en cada condensador

EJEMPLO: Para la conexión de la figura: a) La capacidad equivalente b) La carga total del circuito c) El voltaje en C 1 C 4 d) El voltaje entre A y B e) La carga en C 2 y C 3

EJERCICIOS 1. a) b) c) Según el circuito de la figura, determina: Capacidad equivalente La carga total y la carga en cada condensador El voltaje en cada condensador

1. a) b) c) Según el circuito de la figura, determina: Capacidad equivalente La carga total y la carga en cada condensador El voltaje en cada condensador

3. - Determina la capacidad equivalente en los siguientes casos

4. a) b) c) d) Según el circuito, determina: Capacidad equivalente Carga total Voltaje en el condensador de 3μF Carga en cada condensador