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Capacitores y DieléctricosRuth Goreti González Rodríguez11310179
Electricidad & Magnetismo
¿Qué es un capacitor?
• Un capacitor es un dispositivo utilizado en la electrónica, cuya función es almacenar energía.
• éste consta de 2 placas acomodadas paralelamente, y son cargadas con cargas eléctricas, una placa positiva y la otra negativa.
• Y así entre las 2 placas cargadas aparece un campo eléctrico.
Esquema de un capacitor
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Líneas de campo
E
d = distancia entre placas
Vector de campo eléctrico
V= Diferencia de potencial entre las placas
Carga de la placa
Placa cargada de superficie A
Clasificación de capacitores
• Por su tipo capacidad que puede ser:
▫ Fija: que a su vez se clasifican por su tipo de dieléctrico:
Papel
Plástico
Poliéster metalizado
Mica
Vidrio
Cerámicos
Electrolitos
▫ Variable: Éstos pueden tener una capacidad que varía al modificar la superficie enfrentada entre sus placas. Y para variar la capacidad tenemos tres opciones:
Variar la superficie de armaduras enfrentada
Variar la separación de las armaduras
Variar el tipo de dieléctrico
¿Cómo calculamos la capacidad que
tiene un capacitor?
• Para calcular la capacidad relacionamos la carga que tienen las placas y su diferencial de potencial y tendríamos que:
donde:C: CapacitanciaQ1: Carga eléctrica almacenada en la placa 1.V1-V2: Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2.La unidad de capacidad es el Faradio.1 Faradio es Coulomb / volt
Energía Almacenada
• Como ya se dijo, el capacitor almacena carga eléctrica. Matemáticamente se puede obtener que la energía ε almacenada por un condensador con capacidad C que es conectado a una diferencia de potencial , se define por:
• El valor es medido en Joules
Capacitores en Serie
Q1 Q2
V1 V2
C1 C2 C equivalente
Q eq
Veq
Cálculo de capacitancia equivalente:
Cálculo de voltaje equivalente:
Q (CAPACITOR 1) = Q (CAPACITOR 2 )
Capacitores en Paralelo
C1, V1, Q1
C2, V2, Q2
C eq, V eq, Q eq
C eq = C1+C2
Cálculo de capacitancia equivalente: Cálculo de voltaje equivalente:
V eq = V1=V2
Dieléctricos
• Dieléctrico es el material que se caracteriza por ser mal conductor de electricidad, y se utiliza como aislante eléctrico, y si es sometido a un campo eléctrico externo, puede establecerse en él un campo eléctrico interno.
• Todos los materiales dieléctricos son aislantes pero no todos los materiales aislantes son dieléctricos.
• Algunos materiales son: el vidrio, la cerámica, la goma, la mica, la cera, el papel, la madera seca, la porcelana, etc.
Constante dieléctrica• La constante dieléctrica se puede medir
considerando la capacidad de un condensador de prueba en el vacío y luego con el mismo condensador y la misma distancia entre sus placas se mide la capacidad con el dieléctrico insertado entre ellas. Entonces la constante dieléctrica y es calculada como:
Capacitores con dieléctricos
• Considerando dos placas con una separación d, el máximo voltaje que puede aplicarse a un capacitor sin producir una descarga depende de la resistencia dieléctrica del dieléctrico.
• Un dieléctrico brinda las siguientes ventajas:
• Aumenta capacitancia.• Aumenta el voltaje de operación máximo.• Posible soporte mecánico entre las placas, lo
cual permite que las placas estén muy juntas sin tocarse, de este modo d disminuye y C aumenta.
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