Capacitancia y capacitores

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CAPACITANCIA Y CAPACITORES
El capacitor es un dispositivo que nos permite almacenar energía eléctrica. La figura 1 muestra la construcción básica del capacitor y sus diferentes representaciones gráficas.

Figura 1
El símbolo del capacitor es la letra C. El símbolo gráfico que se utiliza depende de la construcción particular del capacitor, como se explicará más adelante. La unidad decapacitancia es el faradio, que se simboliza F, el faradio es una unidad demasiado grande, por lo que se acostumbra utilizar unidades menores como el microfaradio [μF] y el picofaradio [pF]; cuantitativamente:

1[μF]=10−6 [F] ; 1[pF]=10−12 [F]
En principio, el capacitor está constituido por dos placas metálicas, separadas por un material aislante que puede ser aire o cualquier otro material dieléctrico.La capacitancia de un capacitor está determinada por tres factores:
La superficie (A) de las placas conductoras.
La distancia (d) entre las placas.
La constante dieléctrica Ke o εR, la cual es una característica del tipo de material aislante entre las placas.
La expresión matemática de la capacitancia en función de los tres factores mencionados está dada en la siguiente ecuación:
C=ϵAd
Endonde: A [m2]
d [m]
C [F]
Siendo:
ϵ=ϵoϵR ϵ=Keϵo
ϵo– Permitividad del vació;
y sus unidades son C2Nm2 o Fm

Los Capacitores de bajo valor de capacitancia (picofaradios) tienen aislamiento pasivo, tal como papel impregnado en aceite y varios materiales plásticos y sintéticos. Los capacitores de valores elevados de capacitancia (microfaradios) tienen generalmente aisladores activos,basados en procesos químicos. Esta substancia se llama "electrolito" por lo que tales capacitores se denominan electrolíticos. Existe una diferencia fundamental entre un capacitor común y un capacitor electrolítico, desde el punto de vista de su conexión al circuito eléctrico. En un capacitor común, la polaridad no tiene importancia. Un capacitor electrolítico tiene polaridad, positiva y negativa,marcados con + y - respectivamente. Se debe conectar la terminal positiva del capacitor a la terminal de mayor potencial en el circuito eléctrico e inversamente en lo que respecta a la terminal negativa.

Cuando se conecta un capacitor con la polaridad invertida, no solamente el electrolito no es activado sino que existe la posibilidad de que el capacitor se deteriore por lo que puede quedarpermanentemente dañado (explote). Otro tipo de capacitor de mucho uso es el que tiene aire como dieléctrico. La mayoría de estos son de capacitancia variable por lo que se les llama "capacitores variables".

La capacitancia varía cambiando la superficie superpuesta de las placas. Los capacitores variables son utilizados en circuitos en los cuales el valor de la capacitancia debe ser cambiadaexactamente a fin de adaptarse a los parámetros del circuito requerido, antes o durante el funcionamiento del circuito (ejemplo: para sintonizar frecuencias en el receptor de radio).

Voltaje del capacitor en función de la carga y la capacitancia.

La carga que se acumula en el capacitor provoca una diferencia de potencial entre sus placas. Cuanto mayor es la carga, mayor será el voltaje sobre elcapacitor, es decir, la carga Q y el voltaje [V] son directamente proporcionales entre sí. Por otra parte la capacitancia C tiene influencia inversa sobre el voltaje; una cierta carga eléctrica en un capacitor de baja capacidad producirá un voltaje mayor si la misma carga se encontrase en un capacitor de capacitancia elevada.
La relación entre la carga y el voltaje en un capacitor está dada por lasiguiente ecuación:
V=QC

Donde: V es el voltaje entre placas del capacitor [V]
Q es la carga [C]
C es la capacitancia [F]

Conexión de capacitores.
Los capacitores pueden ser conectados en serie, en paralelo y en combinaciones
serie-paralelo. El cálculo de la capacitancia está basado en la ecuación anterior que da el voltaje en función de la carga y de la capacitancia del capacitor....
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