Condensadores

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5) Capacidad eléctrica y Condensadores

5.1) Capacidad eléctrica. C

Es la capacidad que poseen los conductores eléctricos para almacenar carga eléctrica. Esta característica de los sistemas de conductores dependerá de su geometría así como del medio que los contiene. Esta capacidad de almacenamiento de carga también puede entenderse como capacidad de almacenar energía en la distribución decargas, como vimos en el capitulo anterior.

i) C de un conductor: Caso esfera de radio R.

Si se realiza el experimento de cargar una esfera metálica de radio R, se observaría que la carga se distribuye homogéneamente en la superficie alcanzando la esfera un potencial de equilibrio igual a,

[pic]

En este caso la carga q se trae desde el ( de talforma que el cociente entre Q y (V=V-0 se mantiene constante. Recuerde que el potencial de q en el ( es cero. Definiendo la capacidad eléctrica de la esfera como,

[pic]

La C de la esfera es,

[pic]

Como se indico depende del medio y de la geometría. Además proporciona información importante acerca de la capacidad de un sistema para almacenar energía por medio dela carga.

ii) C para dos conductores: Caso condensador.

Son sistemas eléctricos constituidos por 2 conductores de tal forma que al imponerse una ∆V entre ellos, las líneas de fuerza salgan de uno e ingresen completamente al otro. Se encuentran en influencia eléctrica total.

-Q

V++Q V-
( ∆V: ∆V aplicada a los conductores

∆V = V+-V- =V2 – V1

( Informa sobre la cantidad de carga {o energía} capaz de ser almacenada en el sistema.

u[C] = C / V =farad =F ( esta cantidad puede estar en mF, (F, pF )

j) Capacidad de ciertos condensadores

k) Condensador de placas paralelas

Q -Q

+ -+ -
+ -
+ -+ -
d + -

∆V

[pic]

[pic] ( [pic]

ak) Condensador Cilíndrico

H [pic]

[pic] [pic]
AplicandoLG,

[pic]

[pic]

[pic][pic]

[pic]
kkk) Condensador Esférico

El condensador esférico está formado por dos casquetes esféricos conductores concéntricos, de espesores despreciables, de radios R1 y R2 (R2>R1). Suponga que la esfera interior se carga a Q+, mientras que la exterior se carga a Q-. Si en la región entre esferas existe vacío como aislante, entonces se calcula el campoeléctrico en ésa región, aplicando la ley de Gauss, eligiendo como superficie gausiana una superficie esférica concéntrica de radio genérico r,
[pic]
Con lo cual, la diferencia de potencial queda como:

[pic]

Para obtener una capacidad de:
[pic]( [pic]

j Energía del condensador. E=Epel=U

Q+ Q-
(+ (- ( ((( : E del condensador...
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