CONDENSADORES

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CONDENSADORES:



Capacidad eléctrica
Condensadores
Conexión de condensadores
CAPACIDAD Y CONDESANDORES
 CAPACIDAD:
C ap acid ad caló rica=
calo r ab so rb id o
v ariació n d e T º
 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?
ε
A
C=
d
0
C= Capacidad (F)
d= distancia entre las placas (m)
A= Área de las placas (m2)
ε0=Permitividad del espacio libre 8,85x10-12 [C2/Nm2]
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
ε
A
C=k
d







0







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, Q  V 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 cm2 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 m2 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 cm2 que contiene papel
como dieléctrico, para que su capacidad sea de 4 pF?
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 cm2 separadas por una
lamina de papel de 1,5 mm? K=3,7
6.- ¿Cuánta energía puede almacenar un condensador
de 2 pF 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
V = V1 = V2
La carga total, corresponde a la
suma de las cargas en cada
condensador:
Q = Q1 + Q2
Capacidad equivalente
C eq =
Q
C eq = C1 + C 2
V
• 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 C1 hasta la
placa derecha de C2La placa izquierda de C1 se carga
positivamente y la placa derecha
de C2 se carga
negativamente
• En la placa derecha de C1 se induce carga negativa estas
cargas negativas provienen de la placa derecha de C2, 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
Q = Q1 = Q2
V = V1 + V2
• La capacidad equivalente
C eq =
Q
1
V
C eq
=
1
C1
+
1
C2
Mientras mas condensadores se conecten en serie, menor
es la capacidad equivalente
-S a b e m o s q u e C =
Q
V=
V
Q
C
-A d e m á s e n u n a c o n e x io n e n s e rie s e c u m p le q u e
V = V1 + V2
-R e e m p la z a n d o lo s v o lta je s y s a b ie n d o q u e la c a rg a e s la m is m a
e n to d o s lo s c o n d e s a d o re s
V=
-F a c to riz a n d o p o r
-O rd e n a n d o
- E l té rm in o
- E n to n c e s
Q
C1
+
Q
C2
 1
1 
V=Q 
+

C
C
2 
 1
Q
 1
1 
=
+

Q
C
C
2 
 1
V
V 

 e s e lin v e rs o d e la c a p a c i d a d e q u iv a le n te
Q
1
C eq
=
1
C1
+
1
C2
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 C1 C4
d) El voltaje entre A y B
e) La carga en C2 y C3
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

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