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Modelo del Capacitor

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Modelo del Capacitor

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Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$C_1$
C_1
Capacidad 1
pF
$C_2$
C_2
Capacidad 2
pF
$C_3$
C_3
Capacidad 3
pF
$C_4$
C_4
Capacidad 4
pF
$C$
C
Capacidad del capacitor
F
$C_i$
C_i
Capacidad del capacitor i
F
$C_p$
C_p
Capacidad total de suma de capacitores en paralelo
F
$C_s$
C_s
Capacidad total de suma de capacitores en serie
F
$Q$
Q
Carga
C
$\epsilon$
epsilon
Constante dieléctrica
-
$\Delta\varphi$
Dphi
Diferencia de potencial
V
$d$
d
Distancia entre placas
m
$C_p$
C_p
Suma de capacidades en paralelo
pF
$C_s$
C_s
Suma de capacidades en serie
pF
$S$
S
Superficie de placas
m^2

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Ecuaciones


Ejemplos

Si se define una superficie que pasa entre las placas y rodea la carga Q se puede aplicar la ley de Gauss para calcular el campo que se forma entre las placas. Si se asume que el campo solo existe entre las dos placas y estas tienen una superficie S se obtiene que

$E_dS=\displaystyle\frac{Q}{\epsilon\epsilon_0}$



con \epsilon_0 la constante de campo y \epsilon el n mero diel ctrico.

Como por otro lado el campo es igual a la diferencia de potencial \Delta\varphi partido por la distancia entre las placas d se obtiene

$\Delta\varphi = \displaystyle\frac{\sigma}{\epsilon\epsilon_0}d=E_dd=\displaystyle\frac{Q}{\epsilon\epsilon_0}\displaystyle\frac{d}{S}$



se obtiene con la definici n

$\Delta\varphi=\displaystyle\frac{Q}{C}$



que la capacidad de dos placas se puede calcular con list

kyon

La diferencia de potencial ($\Delta\varphi$) genera la carga en el condensador, induciendo la acumulaci n de la carga ($Q$) en cada lado (con signos opuestos), dependiendo de la capacidad del capacitor ($C$), de acuerdo con la siguiente relaci n:

kyon

Al conectar capacidades en paralelo ca da de potencial \Delta\varphi es para todas igual, sin embargo las cargas Q_i que se forman en cada condensador depende de la capacidad C_i. Si Q es la carga total, la suma de las cargas individuales sera

$Q=\displaystyle\sum_i Q_i$



Si ahora se aplica la relaci n de las capacidades para cada una de estas se tendr para potenciales iguales que

$\Delta\varphi=\displaystyle\frac{Q_i}{C_i}$



Con ello la carga total es igual a

$Q=\displaystyle\sum_i C_i\Delta\varphi$



por lo que la regla de suma de capacidades en paralelo ser con list

kyon

La suma de capacidades en paralelo ($C_p$) se obtiene sumando la capacidad 1 ($C_1$) y la capacidad 2 ($C_2$), lo que se expresa como:

kyon

La suma de capacidades en paralelo ($C_p$) se obtiene sumando la capacidad 1 ($C_1$), la capacidad 2 ($C_2$) y la capacidad 3 ($C_3$), lo que se expresa como:

kyon

La suma de cuatro capacidad en paralelo da

kyon

Al conectar capacidades en serie en cada una de ellas ocurre una ca da de potencial \Delta\varphi_i que en suma debe ser igual a la diferencia aplicada en ambos extremos

$\Delta\varphi=\sum_i\Delta\varphi_i$



Los potenciales llevan a que desplazan cargas, sin embargo como inicialmente en las conexiones entre los condensadores no tienen cargas, la polarizaci n debe ser tal que el n mero de cargas positivas debe ser igual a las negativas. Por ello el Q es para todos iguales y la relaci n del condensador para una capacidad C_i es

$\Delta\varphi_i=\displaystyle\frac{Q}{C_i}$



Con ello el potencial total es igual a

$\Delta\varphi=\sum_i\displaystyle\frac{1}{C_i}Q$



por lo que la regla de suma de capacidades en serie ser con list

kyon

El inverso de la suma de capacidades en serie ($C_s$) se obtiene como la suma de los inversos de la capacidad 1 ($C_1$) y la capacidad 2 ($C_2$), seg n la siguiente relaci n:

kyon

El inverso de la suma de capacidades en serie ($C_s$) se obtiene como la suma de los inversos de la capacidad 1 ($C_1$), la capacidad 2 ($C_2$) y la capacidad 3 ($C_3$), seg n la siguiente relaci n:

kyon

La suma de cuatro capacidades en serie da

kyon


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