condensadores

CONDENSADORES

1. OBJETIVOS
Construir y determinar la capacidad eléctrica de un condensador.
Determinar la capacidad eléctrica de condensadores asociados en serie y en paralelo.

2. RESUMEN
En los laboratorios anteriores vimos que las cargas eléctricas acumuladas en un material conductor, se distribuyen sobre la superficie de este, de manera que el campo eléctrico en el interior es nulo;el conductor es así un cuerpo equipotencial.

En el presente vimos la gran importancia de enfrentar dos conductores separados por un espacio libre o un medio dieléctrico; ya que cuando hablamos de energía eléctrica, siempre nos referimos al aprovechamiento de esta, con la mayor eficiencia posible, esta eficiencia es prácticamente imposible de alcanzar, ya que siempre existe una pérdida o caídade potencial. Con esta finalidad (la de alcanzar una eficiencia alta), es que buscamos almacenar energía eléctrica usando unos dispositivos denominados capacitores o condensadores, los cuales tienen la propiedad de almacenar una determinada cantidad de carga eléctrica en su interior.
Con respecto al tema podemos mencionar un aparato denominado botella de Leyden que principalmente era una botellade vidrio con una capa interior y exterior de un material conductor; fue el primer condensador utilizado para almacenar carga eléctrica. Hoy está comprobado que el dispositivo, no debe tener necesariamente forma de botella.

3. FUNDAMENTO TEÓRICO
3.1. CAPACITANCIA (C)
Está definido como la carga eléctrica (Q), que puede acumular un conductor, por unidad de diferencia de potencial (V). Susunidades en el S.I. esta dado en (F) fard.
.......... (1)

3.2. CONDENSADOR
Los condensadores o capacitores son dispositivos utilizados para almacenar carga y energía eléctrica. Generalmente están formados por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor pero de signo contrario. Encontrándose los conductores a unadiferencia de potencial, y generando entre ellos un campo eléctrico.
3.3. CONDENSADOR PLANO
Es el capacitor más sencillo, consiste en dos placas metálicas planas y paralelas de área “A” y separadas una distancia “d” como se muestra en la figura 1.







Figura 1
Al cerrar el interruptor, la fuente realiza trabajo para poner la carga en las placas. La carga de un condensador y la diferencia depotencial entre sus placas no son independientes: están vinculadas entre sí por una relación sencilla que depende de las características del condensador y está dada por la ecuación (1).
Las placas paralelas de áreas iguales (A), que son grandes en comparación de (d) entre ellas, la capacidad está dada por:
..…….(2)

3.4. ASOCIACIÓN DE CONDENSADORES
Los condensadores se pueden conectar dedos formas básicas: en serie o en paralelo.
a) EN SERIE.- Cuando los condensadores se conectan como en la figura 2 de tal modo que para n condensadores:
Todos lo condensadores tienen la misma carga

La suma del voltaje individual que cae a través d los capacitores es el voltaje de la fuente

Si aplicamos la ecuación (1), según las condiciones para C, obtendremos:
…….. (3)




FIGURA 2FIGURA 3
b) EN PARALELO.-Cuando los condensadores se conectan como en la figura 3 de tal modo que para n condensadores:
La carga total es igual a la suma de las cargas individuales

Las diferencias de potencial para cada condensador tienen igual valor

Si aplicamos la ecuación (1), según las condiciones para C, obtendremos
……. (4)

3.5. ENERGÍA ALMACENADA ENCONDENSADORES
La expresión de la energía que almacena un condensador se puede obtener mediante un análisis gráfico voltaje versus carga eléctrica de lacual se deduce la siguiente expresión:


3.6. CONDENSADORES CON DIELÉCTRICO
En la mayor parte de los condensadores, se coloca entre las placas un material aislante, en la cual permite una construcción rígida y compacta, con una separación muy...