Condensadores

 Condensador
Se denomina condensador al dispositivo formado por dos conductores cuyas cargas son iguales pero de signo opuesto.
La capacidad C de un condensador se define como el cociente entre la carga Q y la diferencia de potencia V-V’ existente entre ellos.

La unidad de capacidad es el farad o faradio F, aunque se suelen emplear submúltiplos de esta unidad como el microfaradioµF=10-6 F, y el picofaradio, pF=10-12 F.
Un condensador acumula una energía U en forma de campo eléctrico.

 
Condensador plano-paralelo
Calcular el campo creado por una placa plana indefinida, cargada con una densidad de carga s , aplicando la ley de Gauss.
Campo creado por una placa plana indefinida, cargada.
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Para una placa indefinida cargada, la aplicación del teorema de Gaussrequiere los siguientes pasos:
1.-A partir de la simetría de la distribución de carga, determinar la dirección del campo eléctrico.
La dirección del campo es perpendicular a la placa cargada, hacia afuera si la carga es positiva y hacia la placa si la carga es negativa.
2.-Elegir una superficie cerrada apropiada para calcular el flujo
Tomamos como superficie cerrada, un cilindro de base S,cuya generatriz es perpendicular a la placa cargada. El flujo tiene dos contribuciones
• Flujo a través de las bases del cilindro: el campo y el vector superficie son paralelos.
E·S1+E·S2=2EScos0º=2ES
• Flujo a través de la superficie lateral del cilindro. El campo E es perpendicular al vector superficie dS, el flujo es cero.
El flujo total es por tanto; 2ES
3. Determinar la cargaque hay en el interior de la superficie cerrada
La carga en el interior de la superficie cerrada vale q=s S, donde s es la carga por unidad de superficie
4.-Aplicar el teorema de Gauss y despejar el módulo del campo eléctrico
[pic]
El campo producido por una placa infinitamente grande es constante, su dirección es perpendicular a la placa. Esta fórmula la podemos considerar válida paradistancias próximas a una placa en comparación con sus dimensiones.
 

Campo creado por dos placas planas cargadas con cargas iguales y opuestas.
|[pic] |Supondremos que las placas son infinitamente grandes o bien, que la |
| |separación entre las placas es pequeña comparada con susdimensiones. |
| |En la figura de arriba, se muestra el campo producido por cada una de |
| |las placas y en la figura de abajo, el campo resultante. |
| |Sea un condensador formado por dos placas iguales de área S,separadas |
| |una distancia d, pequeña en comparación con las dimensiones de las |
| |placas. El campo se cancela en la región del espacio situado fuera de |
| |las placas, y se suma en el espacio situado entre las placas. Por|
| |tanto, solamente existe campo entre las placas del condensador, siendo |
| |despreciable fuera de las mismas. |
| |  ||[pic] |Como el campo es constante, la diferencia de potencial entre las placas|
| |se calcula multiplicando el módulo del campo por la separación entre |
| |las mismas. El área del rectángulo de la figura. |
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