Capacidad de un condensador

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Capacidad de un condensador | |Los condensadores son estructuras en las que se pueden almacenar cargas eléctricas en reposo. En su estructura básica, un condensador consta de dos placas metálicas que representan los electrodos del condensador. Al producirse la separación de cargas se forma una diferencia de potencial eléctrico (tensión) U entre los electrodos. La imagen siguiente muestra comoejemplo un condensador de placas, con la superficie A y la distancia entre placas d, que porta la carga Q. Debido al aislamiento de cargas se forma un campo eléctrico entre las placas (no representado en esta imagen).
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Entre las placas, por lo general, se encuentra un material aislante, esto es, el elemento que se conoce como dieléctrico (no representado en la imagen anterior). Entre la cargay la tensión existe una relación lineal; es válida la siguiente relación:
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La magnitud C representa la capacidad del condensador, y se expresa con la unidad denominada faradio (símbolo: F).  Mientras mayor sea la capacidad de un condensador, se debe aplicar un volumen mayor de carga para generar una tensión determinada entre sus electrodos. Análogamente, podemos tomar como ejemplo unapiscina, en donde la capacidad es la superficie de su fondo, la carga el volumen de agua de la piscina y la tensión la altura de llenado: Mientras más grande sea la superficie de la base (capacidad) de la piscina, se necesitará más agua (carga) para conseguir una determinada altura de llenado (tensión).
La capacidad de un condensador se puede asumir como constante; depende únicamente de su estructurageométrica y del dieléctrico empleado. Para un condensador de placas (y, aproximadamente, también para un cilindro concéntrico de escasa distancia, como es el caso de los condensadores de papel) es válida la siguiente relación:
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en donde ε0 es el coeficiente de permitividad eléctrica del vacío y posee un valor de 8.8542·10-12 AS/Vm, εr es el coeficiente de permitividad eléctricarelativa (carente de unidad), A la superficie de una placa y d la distancia entre placas.
|[pic][pic]Circuitos de condensadores en serie y en paralelo |

Circuito de condensadores en paralelo
La siguiente imagen muestra un ejemplo de un símbolo gráfico de un circuito en paralelo de condensadores. Todos los condensadores reciben en estecaso la misma tensión U.
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Los condensadores portan las cargas:
[pic]
La carga Q entregada por la fuente de corriente continua es igual a la suma de las cargas parciales:
[pic]
Si se suman los valores del paréntesis se obtiene la capacidad total C del circuito en paralelo:
[pic]
Por lo tanto, es válida la siguiente afirmación:
|En el circuito en paralelo de varios condensadores, lacapacidad total es igual a la suma de|
|las capacidades individuales. |

Por tanto, es evidente que un circuito en paralelo de condensadores opera como una ampliación de las superficies de las placas.
Circuito en serie de condensadores
Si como se muestra en la siguiente imagen, se conectan en serie varios condensadores a una fuentede tensión, fluye una carga Q a través de todo el circuito.
[pic]
Debido a la influencia de todos los condensadores, esta misma carga Q se ve desplazada, la tensión parcial Ui generada por este hecho, es ahora diferente de acuerdo con cada capacidad:
[pic]
La capacidad total corresponde a la suma de las tensiones parciales, por lo tanto, es válido:
[pic]
Para la capacidad total del circuitoen serie se obtiene por tanto:
[pic]
De esta manera, es válida la siguiente afirmación:
|En la conexión en serie de varios condensadores, el valor inverso de la capacidad total es |
|igual a la suma de los valores inversos de las capacidades individuales. |

La capacidad total es, por tanto, menor que la más pequeña de las capacidades individuales. El circuito en serie...
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