1) Capacidad de un conductor aislado
2) Condensadores y su capacidad 1) Condensador plano
2) Condensador cilíndrico
3) Asociación de condensadores. Capacidad equivalente
4) Energía eléctrica y densidad de energía
5) Fuerza electrostáKca a parKr de la energía
Tema 5) Capacidad y energía eléctricas
TEMA 5) Capacidad y energía eléctrica
Tema 5) Capacidad y energía eléctricas
Departamento de Electrónica y Sistemas
• Es la relación entre la carga que almacena y el potencial que adquiere debido a ella
• Depende sólo de su geometría • Unidad SI: Faradio (F) = C/V
– Habitualmente: mF, μF, nF, pF
• Ejemplo: esfera conductora
Tema 5) Capacidad y energía eléctricas
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Departamento de Electrónica y Sistemas
• DisposiKvo formado por dos conductores cercanos, aislados entre sí por un dieléctrico, que se influencian eléctricamente y cuyo objeKvo es almacenar carga y energía eléctrica
• Al aplicar una d.d.p. V entre las placas, adquieren cargas +Q y –Q al desplazarse de una a la otra la carga Q
• Capacidad de un condensador: razon entre la magnitud de la carga en cualquiera de sus placas y la magnitud de la d.d.p. entre ellas – Indica su facultad de almacenar carga y energia electricas
– Solo depende de su geometria y del dielectrico entre las placas
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C
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• Es la capacidad de un condensador unico tal que al ser cargado con la misma d.d.p. almacena la misma carga
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Vab
a
b
Q Ceq Vab +Q
-Q
a
b
1. Capacidad equivalente entre A y B del sistema formado por cuatro placas conductoras paralelas, de superficie S y espesor despreciable, situadas en el vacio con una separacion d entre placas
2. Condensador plano de placas rectangulares de longitud a y ancho b separadas una distancia d mediante un dielectrico de permiKvidad ε = ε0(1+kx), donde x es la distancia a uno de sus extremos A) Capacidad
B) Densidad de carga en cada placa si se aplica una d.d.p. V entre ellas
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d d d
A
B
3. Condensador plano de placas rectangulares de longitud a y ancho b separadas una distancia d mediante un dielectrico de permiKvidad ε = ε0(1+ky), donde y es la distancia a una de sus placas A) Capacidad
B) Densidad de carga en cada placa si se aplica una d.d.p. V entre ellas
Tema 5) Capacidad y energía eléctricas
TEMA 5) Capacidad y energía eléctrica
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• La energia potencial de una distrib. de carga es la energia total almacenada en el sistema de cargas
• Es el trabajo necesario para formar o reunir dicha distribucion
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• Cuando se carga un condensador se realiza un trabajo para trasladar los portadores de carga de una placa a otra
• Se produce un aumento de la energia potencial de dichos portadores de carga
• Esta es la energía eléctrica almacenada en el condensador
• Un condensador cargado almacena energia electrica igual al trabajo necesario para establecer su estado de carga a parKr de una carga inicial nula
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1. Energia total almacenada por una esfera conductora de radio R con carga Q A. UKlizando la densidad de energia
B. A parKr de la capacidad de la esfera
C. Usando la definicion de energia almacenada como la necesaria para reunir la distribucion
Tema 5) Capacidad y energía eléctricas
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• Sistema aislado formado por varias partes sobre las que actuan fuerzas originadas por las cargas del propio sistema
• Una de las partes sufre un pequeño desplazamiento debido a la fuerza electrica que actua sobre ella
• Trabajo realizado por la fuerza electrica
• Sistema aislado: Q = cte.
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• La fuerza en una direccion x es
• Cuando el condensador se mediante una fuente de tension constante, tenemos un sistema no aislado para el cual V = cte.
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