Condensadores y dielectricos

CONDENSADORES Y DIELÉCTRICOS
CAPACITANCIA – Cálculo de la Capacitancia (Clases)
DEFINICION DE CAPACITANCIA
Consideremos dos conductores que llevan cargas de igual magnitud pero de lo contrario signo, como se muestra en la Figura 26.1. Esta combinación de dos conductores que se llama un condensador.
Los conductores son llamados placas. A diferencia de potencial existente entre V losconductores debido a la presencia de los cargos. Debido a que la unidad de potencial diferencia es la tensión, una diferencia de potencial se llama a menudo una tensión. Usaremos este término para describir la diferencia de potencial a través de un elemento de circuito o entre dos puntos en el espacio.
¿Qué determina la cantidad de carga se encuentra en las placas de un condensador para un determinadotensión? En otras palabras, ¿cuál es la capacidad del dispositivo para almacenar la carga en un valor particular deV? Los experimentos muestran que la cantidad de carga Q en un capacitor es linealmente proporcional a la diferencia de potencial entre los conductores; Q V. Es decir, la constante de proporcionalidad depende de la forma y la separación de los conductores.
Tenga en cuenta que pordefinición la capacitancia es siempre una cantidad positiva. Por otra parte, el potencial diferencia  V siempre se expresa en la ecuación como una cantidad positiva. Debido a que la diferencia de potencial aumenta linealmente con la carga almacenada, la relación Q / V es constante para un condensador dado. Por lo tanto, la capacitancia es una medida de un capacitor y e s la capacidad paraalmacenar carga y energía potencial eléctrica.
De la ecuación, vemos que tiene capacidad de las unidades del SI coulomb por volt.
La unidad SI de la capacitancia es el faradio (F), que fue nombrado en honor de Michael Faraday:
1 F =1 C/V
El faradio es una unidad muy grande de capacitancia. En la práctica, los dispositivos típicos tienen capacitancias que van desde microfaradios (10-6 F) apicofaradios (10-12 F). Por razones prácticas, los propósitos, los condensadores a menudo se denominan “mF” para microfaradios y “mmF” para picofaradio, equivalentemente, “pF” de picofaradios.
CALCULO DE LA CAPACITANCIA
Condensador de placas planas paralelas
La figura siguiente muestra un condensador de placas paralelas formado por dos placas conductoras paralelas de área A separadas una distancia d .Si conectamos cada placa a la terminal de una batería aparecerá una carga + q en una placa y una carga − q en la otra. Si d es pequeña, comparada con las dimensiones de la placa, la intensidad del campo eléctrico E será uniforme, lo cual quiere decir que las líneas de fuerza serán paralelas y uniformemente espaciadas. Las leyes del electromagnetismo, requieren que haya algunas "deformaciones"de las líneas en los bordes de las placas, pero si la d es suficientemente pequeña, para el objeto que ahora perseguimos, se pueden pasar por alto tales deformaciones.
Podemos calcular la capacitancia de este dispositivo aplicando la ley de Gauss. Nuestra figura muestra una superficie gaussiana de forma de cilindro de altura h cerrada con tapas planas de área A que tienen la forma y tamaño de lasplacas del condensador. El flujo de E es cero para la parte de la superficie gaussiana que está dentro de la placa superior del condensador porque el campo eléctrico dentro de un conductor que tiene carga estática es cero. El flujo de E a través de la pared del cilindro es cero porque, si no se toman en cuenta las irregularidades de las líneas de fuerza en los bordes, se puede aceptar que E quedapor completo en la pared del cilindro.
Condensador cilíndrico.
Un condensador cilíndrico consiste de dos cilindros coaxiales de radios a y b, de longitud l. Dentro de esta clasificación podemos hablar de los cables coaxiales que se usan comúnmente para señales eléctricas, siendo su capacidad una de sus principales características. Este cable está formado por un conductor rodeado por un...