Ing. electronico

ELEMENTOS ALMACENADORES
DE ENERGÍA
CIRCUITOS ELÉCTRICOS II
CAPITULO I

17/09/2013

Capítulo I__Ing. Jorge Rojas

1

[1] EL CAPACITOR
• DEFINICIÓN:
• Es
un
dispositivo
pasivo,
capaz
de
almacenar energía manteniendo un campo
eléctrico.

Campo Eléctrico.- Distorsión electromagnética que sufre el espacio debido
a la presencia de una carga. = ⁄ ⁄
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CONSTITUCIÓN DE UN CAPACITOR
Está formado por un par de
superficies
conductoras,
generalmente en forma de láminas
o placas, en situación de influencia
total (esto es, que todas las líneas de
campo eléctrico que parten de una
van a parar a la otra) separadas por
un material dieléctrico o por el vacío.

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3SIMBOLOGÍA

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CORRIENTE EN UN CAPACITOR
• La capacitancia C se define por la relación voltajecorriente.
=

1

• La unidad de la capacitancia es el amperesegundo sobre volt, o coulomb sobre volt.
• Se define entonces el farad (F) como coulomb
sobre volt.
• El capacitor cuya capacitancia se define por
medio de (1), es un modelo matemático deun
dispositivo real.
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QUE PASA EN EL INTERIOR DE UN
CAPACITOR?
Supongamos una fuente de corriente conectado a un
capacitor y ocasionando una corriente que fluya saliendo de
una de las placas y entrando en la otra.

• La corriente positiva que entra a una de las placas
representa carga positiva que se mueve hacia esa
placa a través de suterminal; esta carga no puede
pasar al interior del capacitor, por lo que se
acumula en la placa.
• La corriente y la carga en aumento se relacionan
por medio de:
=
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QUE PASA EN EL INTERIOR DE UN CAPACITOR?
CONTINUACIÓN:
• Suponiendo que esta placa es un nodo muy grande y
aplicando la LCK, resulta que ésta no se cumple: la
corriente estállegando a la placa desde un circuito
externo (la fuente de corriente), pero no está saliendo
de ella.
• James Clear Maxwell propone una corriente de
desplazamiento que está presente siempre que un
campo eléctrico o voltaje este cambiando con el
tiempo.
• La corriente de desplazamiento que fluye internamente
entre las placas es exactamente igual a la corriente de
conducción que fluyeentre los terminales del capacitor.
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QUE PASA EN EL INTERIOR DE UN CAPACITOR?
CONTINUACIÓN:
• Por consecuencia la LCK si se cumple si se incluye
tanto la corriente de conducción como la de
desplazamiento.
• Podemos suponer que la hipótesis de Maxwell
relaciona la corriente de conducción con el voltaje
cambiante en el capacitor.
• La relaciónes lineal, y la constante de
proporcionalidad, obviamente, es la capacitancia
C.
= =
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CAPACITANCIA
• Un capacitor fabricado con dos placas
conductoras paralelas de área A, separadas una
distancia d, tiene una capacitancia:
=

[ ]

• , permitividad, es una constante del dieléctrico
entre las placas.
=

= 8.854

• , permitividadabsoluta,

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=

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PERMITIVIDAD RELATIVA DE ALGUNOS
MATERIALES

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10

ANÁLISIS EN CD
• Un voltaje constante en el capacitor requiere que
la corriente a través de él sea cero; por lo tanto:
Un capacitor es un
“circuito abierto para la cd”

=

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11VOLTAJE EN UN CAPACITOR
• El voltaje en un capacitor se puede expresar
en términos de la corriente:
=

=

1



1



+

(2)

Integrando se obtiene:
=
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; =

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POTENCIA EN UN CAPACITOR
=

=

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ENERGÍA ALMACENADA EN UN
CAPACITOR
=
1
=
2

−...