fisica 3

CARGA Y DESCARGA DE CONDENSADORES
1.- OBJETIVOS:

Ejecución de pruebas para verificar el estado operativo de condensadores.
Estudiar la característica de carga y descarga de un condensador.
Estudiar la variación del voltaje y corriente durante dicho proceso.

2.- FUNDAMENTO TEÓRICO:
Capacidad: Conductor aislado y condensador

La relación entre la carga de un conductor aislado (por ejemplo unaesfera) y el potencial eléctrico V es una constante que recibe el nombre de capacidad del conductor.
(V es igual en la superficie y en el interior de la esfera)
La unidad de capacidad es C/V = faradio. El faradio es una unidad muy grande y se emplea el F (10 –6) , el nF (10-9) y el pF(10 –12 ).
Si aproximamos a un conductor cargado otro u otros cargados con electricidad de distinto signo, sucapacidad para seguir recibiendo carga aumenta. Al proceder así, la relación entre la carga y el potencial alcanza otro valor constante mayor. Un sistema cargado al máximo antes de acercarle el otro conductor cargado, puede ahora recibir más carga de una fuente externa. Un dispositivo que se diseña así para aprovechar esta propiedad recibe el nombre de condensador.
Supongamos que cargamos unconductor aislado (por ejemplo una lámina cargada de electrones- ver figura-) y la conectamos a un electroscopio para apreciar en él su carga. Si acercamos luego una placa unida a tierra, la separación de las láminas del electroscopio disminuye sin ha
ber variado la carga que posee, y esto es debido a la atracción que reciben las cargas negativas de las cargas positivas (los electrones fueronrepelidos a tierra). Es más fácil añadir carga a la lámina unida al electroscopio cuando frente a ella existe una lámina con carga contraria.
La placa conectada a tierra, por definición, está al potencial del suelo o potencial cero La placa de la derecha está a potencial negativo respecto a tierra (si se conecta a tierra bajan los electrones- que es como decir que suben de la tierra cargaspositivas-.
Mientras se carga el condensador (la placa aislada por el soporte de vidrio), las placas van adquiriendo mayor diferencia de potencial. El límite está en que exista una carga tal que haga que salte una chispa entre las placas que pueden estar separadas por aire o por un dieléctrico.
En realidad, un conductor cargado (una esfera) se considera un condensador con una de sus placas en elinfinito.
Una nube es como la armadura de un condensador, cuando su carga respecto a tierra es muy grande salta una chispa (rayo). De la tierra están escapando electrones constantemente hacia las nubes (existe un campo en las proximidades de la tierra de 100V/m dirigido hacia abajo, - potencial de la tierra cero-.)
Para cargar un condensador en lugar de conectar una pila a un polo positivo de lapila y el otro a tierra, conectamos las placas una a cada polo de la pila.
La capacidad (capacitancia) del condensador (capacitor) no es la cantidad de carga que puede almacenar, sino una relación (Q/V) que equivale a la cantidad de carga necesaria para elevar un voltio la diferencia de potencial entre las armaduras del condensador.
Podemos establecer una analogía entre un condensador y una botellade gas a presión. Existe una relación directa entre: Capacidad-Volumen; Carga-Cantidad de gas; Potencial-Presión del gas
Las dos placas tienen la misma carga y el valor absoluto de una de ellas se toma como la carga del condensador.
Los condensadores se utilizan: para almacenar pequeñas cantidades de carga y como almacenaje transitorio de carga en circuitos electrónicos; también paradesfasar el voltaje y la intensidad 90º en corriente alterna (en un circuito de c. continua actúa de aislante - placas separadas-); como filtro de bajas frecuencias; para absorber descargas disruptivas, etc.
El condensador es un componente muy importante en la electrónica y es muy importante en la civilización moderna.
El arca de la alianza era un condensador y se daban normas estrictas para...