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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

>Top, >Modelo


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
C_p =@SUM( C_i , i ) C_w = pi * e * e_0 * L / acosh( d /(2 a )) C_c = 2 * pi * e * e_0 * L / log( R_2 / R_1 ) C_s = 4 * pi * e * e_0 /( 1/ R_1 -1/ R_2 ) C_p = e * e_0 * S / d C_cC_wC_pC_sC_iC_pepsilon_0epsilonddLLpir_0R_2R_2R_1R_1S

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 F10^{-6} F
Nanofarad nF10^{-9} F
Picofarad pF10^{-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
C_p =@SUM( C_i , i ) C_w = pi * e * e_0 * L / acosh( d /(2 a )) C_c = 2 * pi * e * e_0 * L / log( R_2 / R_1 ) C_s = 4 * pi * e * e_0 /( 1/ R_1 -1/ R_2 ) C_p = e * e_0 * S / d C_cC_wC_pC_sC_iC_pepsilon_0epsilonddLLpir_0R_2R_2R_1R_1S

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
C_p =@SUM( C_i , i ) C_w = pi * e * e_0 * L / acosh( d /(2 a )) C_c = 2 * pi * e * e_0 * L / log( R_2 / R_1 ) C_s = 4 * pi * e * e_0 /( 1/ R_1 -1/ R_2 ) C_p = e * e_0 * S / d C_cC_wC_pC_sC_iC_pepsilon_0epsilonddLLpir_0R_2R_2R_1R_1S

None

ID:(11711, 0)



Esferas concentricas, geometría

Imagen

>Top


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
C_p =@SUM( C_i , i ) C_w = pi * e * e_0 * L / acosh( d /(2 a )) C_c = 2 * pi * e * e_0 * L / log( R_2 / R_1 ) C_s = 4 * pi * e * e_0 /( 1/ R_1 -1/ R_2 ) C_p = e * e_0 * S / d C_cC_wC_pC_sC_iC_pepsilon_0epsilonddLLpir_0R_2R_2R_1R_1S

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
C_p =@SUM( C_i , i ) C_w = pi * e * e_0 * L / acosh( d /(2 a )) C_c = 2 * pi * e * e_0 * L / log( R_2 / R_1 ) C_s = 4 * pi * e * e_0 /( 1/ R_1 -1/ R_2 ) C_p = e * e_0 * S / d C_cC_wC_pC_sC_iC_pepsilon_0epsilonddLLpir_0R_2R_2R_1R_1S

None

ID:(11710, 0)