3. 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
5. LOS CONDENSADORES
El sistema acumula energía
potencial elástica
Dispositivos que almacenan
energía potencial eléctrica
6. 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
8. ¿DE QUÉ DEPENDE LA CAPACIDAD DE UN CONDENSADOR?
0
ε A
C=
d
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]
9. 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
10. Al colocar un dieléctrico entre las placas la capacidad
del condensador aumenta en un factor k conocido
como constante dieléctrica
0
ε A
C=k
d
12. 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)
13. Observaciones:
1.- Como, se tiene la siguiente grafica
Q V
En un grafico Q (V) el área bajo la curva me
entrega la energía eléctrica
15. 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?
16. 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
17. 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?
19. 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
20. 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
CARACTERISTICA DE LA CONEXIÓN EN PARALELO
1 2
V = V = V
1 2
Q = Q + Q
eq
Q
C =
V
eq 1 2
C = C + C
• 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
22. CARACTERISTICAS
• La batería transfiere e- desde la placa izquierda de C1 hasta la
placa derecha de C2La 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
23. • La carga es la misma en
todos los condensadores
• El voltaje total se divide en
cada condensador
• La capacidad equivalente
1 2
Q = Q = Q
1 2
V = V + V
eq 1 2
1 1 1
= +
C C C
eq
Q
C =
V
CARACTERISTICA DE LA CONEXIÓN EN SERIE
Mientras mas condensadores se conecten en serie, menor
es la capacidad equivalente
24. 1 2
Q Q
-Sabemos que C= V=
V C
-Además en una conexion en serie se cumple que
V=V +V
-Reemplazando los voltajes y sabiendo que la carga es la misma
en todos los condesadores
1 2
1 2
1 2
Q Q
V= +
C C
1 1
-Factorizando por Q V=Q +
C C
V 1 1
-Ordenando = +
Q C C
V
- El término es elinverso de la capacidad equivalente
Q
- Entonce
s
eq 1 2
1 1 1
= +
C C C
26. EJEMPLO:
Según la conexión de condensadores de la figura, determine:
a) Capacidad equivalente
b) La carga total
c) El voltaje en cada condensador
27. 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
28. EJERCICIOS
1.- Según el circuito de la figura, determina:
a) Capacidad equivalente
b) La carga total y la carga en cada condensador
c) El voltaje en cada condensador
29. 1.- Según el circuito de la figura, determina:
a) Capacidad equivalente
b) La carga total y la carga en cada condensador
c) El voltaje en cada condensador
