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Capacitores

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Los capacitores son elementos que permiten en circuitos almacenar dinamicamente carga. Se polrizan y pueden descargar en función de como se les aplique potenciales que cargan o descargan cargas en sus placas.

>Modelo

ID:(1579, 0)



Suma de capacidad en paralelo

Ecuación

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Al conectar capacidades en paralelo caída 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 relación de las capacidades para cada una de estas se tendrá 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 será con

$ C_p =\displaystyle\sum_ i C_i $

$C_i$
Capacidad del capacitor i
$F$
8812
$C_p$
Capacidad total de suma de capacitores en paralelo
$F$
8814

ID:(3218, 0)



Ejemplo de capacitores

Imagen

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Los capacitores son elementos que se reconocen por tener

• dos contactos (cuidado la mayoría tiene dos)
• ser un cilindro o un bulto

Por problemas de disipar calor y no interferir por las cargas que almacena por lo general no esta integrado en el circuito y sobresale:

ID:(11703, 0)



Unidades de la capacidad

Descripción

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La capacidad se define como la relación entre la carga y el potencial eléctrico:

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

El primero se mide en Coulomb, el segundo en Volt. La división de Coulomb [C] por Volt [V] se denomina el Farad en honor a Michael Faraday.

Sin embargo la capacidad que se usa habitualmente es mucho mas chica que el Farad [F] por lo que los condensadores se indican en micro, nano y picofaradios:

Microfarad $\mu F$$10^{-6} F$
Nanofarad $nF$$10^{-9} F$
Picofarad $pF$$10^{-12} F$

El Farad es MKS, micro, nano y pico Farad no.

ID:(11714, 0)



Diagrama de un circuito

Imagen

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Este es un circuito para una sirena. En el se reconocen en particular

• capacitores (dos rayas paralelas de mismo largo)
• resistencias (un rectángulo alargado)
• transistores (un triangulo con tres conectores)
• procesadores (cajas rectangulares con números)

ID:(11704, 0)



Ejemplo de circuito impreso

Imagen

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Este es un circuito impreso, es decir se generaron las conexiones entre los elementos con métodos fotoquimicos. En el se reconocen en particular

• capacitores (dos rayas paralelas de mismo largo)
• resistencias (un rectángulo alargado)
• procesadores (cajas rectangulares con números)

ID:(11705, 0)



Placas paralelas, geometría

Imagen

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Dos placas paralelas con un dieléctrico entre ellos forman un condensador:

ID:(11706, 0)



Placas paralelas, capacidad

Ecuación

>Top, >Modelo


La capacidad de un capacitor formado por dos placas paralelas es con igual a

$ C_p = \displaystyle\frac{ \epsilon \epsilon_0 S }{ d }$

$C_p$
Capacidad de un condensador de dos placas
$F$
8586
$\epsilon_0$
Constante de campo eléctrico
8.854187e-12
$C^2/m^2N$
5462
$\epsilon$
Constante dieléctrica
$-$
5463
$d$
Distancia entre placas
$m$
5528
$S$
Superficie de placas
$m^2$
5527

None

ID:(11713, 0)



Cilindros concentricos, geometría

Imagen

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Dos cilindros concentricos con un dieléctrico entre ellos forman un condensador:

ID:(11707, 0)



Cilindros concentricos, capacidad

Ecuación

>Top, >Modelo


La capacidad de un capacitor formado por dos cilindros concentricos es con

$ C_c = \displaystyle\frac{2 \pi \epsilon \epsilon_0 L }{\ln\left(\displaystyle\frac{ R_2 }{ R_1 }\right)}$

$C_c$
Capacidad de un condensador cilíndrico
$F$
8585
$\epsilon_0$
Constante de campo eléctrico
8.854187e-12
$C^2/m^2N$
5462
$\epsilon$
Constante dieléctrica
$-$
5463
$L$
Largo del cilindro
$m$
8583
$\pi$
Pi
3.1415927
$rad$
5057
$R_2$
Radio exterior del cilindro
$m$
8578
$R_1$
Radio interior del cilindro
$m$
8579

None

ID:(11711, 0)



Esferas concentricas, geometría

Imagen

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Dos esferas concentricas con un dieléctrico entre ellas forman un condensador:

ID:(11709, 0)



Esferas concentricas, capacidad

Ecuación

>Top, >Modelo


La capacidad de un capacitor formado por dos esferas concentricas es con

$ C_s = \displaystyle\frac{4 \pi \epsilon \epsilon_0 }{\displaystyle\frac{ 1 }{ R_1 }-\displaystyle\frac{ 1 }{ R_2 }}$

$C_s$
Capacidad de un condensador esférico
$m$
8584
$\epsilon_0$
Constante de campo eléctrico
8.854187e-12
$C^2/m^2N$
5462
$\epsilon$
Constante dieléctrica
$-$
5463
$\pi$
Pi
3.1415927
$rad$
5057
$R_2$
Radio exterior de la esfera
$m$
8589
$R_1$
Radio interior de la esfera
$m$
8580

None

ID:(11712, 0)



Alambres paralelos, geometría

Imagen

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Dos alambres pueden formar entre ellos un condensador:



Esto puede ser también involuntario.

ID:(11708, 0)



Alambres paralelos, capacidad

Ecuación

>Top, >Modelo


La capacidad de un capacitor formado por dos alambres es con igual a

$ C_w = \displaystyle\frac{ \pi \epsilon \epsilon_0 L }{arccosh\left(\displaystyle\frac{ d }{2 a }\right)}$

$C_w$
Capacidad de un condensador de dos alambres
$F$
8587
$\epsilon_0$
Constante de campo eléctrico
8.854187e-12
$C^2/m^2N$
5462
$\epsilon$
Constante dieléctrica
$-$
5463
$d$
Distancia entre alambres
$m$
8588
$L$
Largo del alambre
$m$
8582
$\pi$
Pi
3.1415927
$rad$
5057
$r_0$
Radio del cilindro
$m$
8581

None

ID:(11710, 0)