CAPACITORES

CAPACITORES
Dos conductores separados por un aislante (o vacío) constituyen un capacitor. Sin importar cuál sea su geometría, a estos conductores se les llama placas, y damos por hecho que se hallan totalmente aisladas de su entorno. Decimos que un capacitor está cargado si sus placas contienen cargas +q y –q iguales y opuestas, respectivamente. Nótese que q no es la carga neta en capacitor (yaque q es la carga de cada placa). La carga neta del capacitor es cero. Por lo general q representa el valor absoluto de la carga de cualquier placa.
Podemos cargar un capacitor conectando las placas a las terminales opuestas de una bateríal. Puesto que las placas son conductoras, son también equipotenciales y la diferencia de potencial de la batería aparecerá en las placas. Al cargar elcapacitor, la batería transfiere a las dos placas cargas iguales y opuestas. Por conveniencia, a la magnitud de potencial entere las placas la representamos por V. Existe una proporcionalidad directa entre la magnitud de la carga q en un capacitor y la diferencia de potencial V entre sus placas. Esto se puede representar como:
q = CV
Donde C, la constante de proporcionalidad, se llama capacitancia delcapacitor.
La unidad de la capacitancia en el SI es coulomb/volt, y se le da el nombre de farad (abreviado F):
1 farad = 1 coulomb/volt
Recibe el nombre en honor de Michael Faraday quien, entre sus otras contribuciones, desarrolló el concepto de capacitancia. Por lo general, en la práctica común de la electrónica se utilizan los submúltiplos del farad: el microfarad y el picofarad.
Para un capacitoren particular, la razón entre la carga de cada conductor y la diferencia de potencial entre los conductores es una constante llamada capacitancia. La capacitancia depende de las dimensiones y las formas de los conductores y del material aislante. En comparación con el caso en que sólo hay vacío entre los conductores, la capacitancia aumenta cuando está presente un material aislante (undieléctrico). Esto sucede porque en el interior del material aislante ocurre una redistribución de la carga, llamada polarización.





Analogía con el flujo de los fluidos
Cuando se estudian circuitos eléctricos, suele ser útil sacar analogías entre el movimiento de la carga eléctrica y el movimiento de las partículas materiales como el que ocurre en un flujo de fluidos. En el caso de un capacito, puedehacerse una analogía entre un capacitor que contiene una carga q y un recipiente rígido de volumen v que contiene n moles de gas ideal. La presión p del gas es directamente proporcional a n para una temperatura fija, según la ley del gas ideal:
n=(v/RT)p
Para el capacitor:
q=(C)V
La comparación muestra que la capacitancia C del capacitor es análoga al volumen v del recipiente, suponiendo unatemperatura fija para el gas. De hecho, la palabra capacitor nos refiere a la palabra capacidad, en el mismo sentido en que el volumen de un contenedor de has tiene determinada capacidad.
Podemos introducir más gas dentro del recipiente al someterlo a una presión más elevada, de la misma manera que podemos poner más carga en un capacitor al aplicarle un voltaje más elevado. Nótese que el capacitorpuede introducirse cualquier masa de gas, hasta ciertos límites. Estos límites corresponden a la perforación eléctrica (arqueo) del capacitor y la ruptura de las paredes del recipiente.
Curvas de carga y descarga de un capacitor

Ecuación de carga:
Cuando se conecta un capacitor descargado a dos puntos que se encuentran a potenciales distintos, el capacitor no se carga instantáneamente sino queadquiere cierta carga por unidad de tiempo, que depende de su capacidad de resistencia del circuito. Si q es la carga del condensador en cierto instante posterior al cierre del interruptor e i es la intensidad de la corriente del circuito en el mismo instante, se tiene:


Donde Qf es el valor final hacia el cual tiende asintóticamente la carga del capacitor, I0 es la corriente inicial y e = 2.718...