fisica



























Desarrollo

1-Capacitadores.
El capacitor es un dispositivo eléctrico que permite almacenar energía en forma de campo eléctrico. Es decir, es un dispositivo que almacena cargas en reposo o estáticas. Consta en su forma más básica de dos placas de metal llamadas armaduras enfrentadas unas a otras, de forma que al conectarlas a una diferenciade potencial o voltaje una de ellas adquiera cargas negativas y la otra positivas.
Esto se debe a que al conectar las armaduras a una diferencia de potencial, que puede ser una batería, las cargas llegan muy rápidamente a un nuevo estado de reposo en la cual esa diferencia de potencial es "transmitida"(los electrones del polo negativo de la batería se repelen hacia una placa mientras que en elpolo positivo se extraen electrones de la otra armadura)a las armaduras, pero al estar enfrentadas las placas unas con otras estas cargas se atraen formando un campo eléctrico paralelo y almacenando energía eléctrica permanentemente.
Como el capacitor tiene en cada placa cargas iguales pero de signo opuesto, la carga neta del condensador es nula. Cuando se habla de carga de un capacitor se habla dela carga de cualquiera de sus placas, pero en realidad sólo las cargas de la placa negativa se mueven (hacia la placa positiva), debido a que el movimiento es sólo de los electrones.
Cuánta carga almacena un condensador al aplicársele una diferencia de potencial entre sus terminales viene determinado por una magnitud llamada capacitancia.
Esto viene dado por la fórmula :
C=Q
V
Enrealidad,todo conductor eléctrico tiene una capacitancia intrínseca,e incluso componentes electrónicos semiconductores como diodos especiales pueden desarrollar capacitancias altas en determinados casos.No obstante,el condensador,como su nombre lo dice,es un componente hecho especialmente para tener una capacitancia alta y esta dependerá del material con que esté hecho y su forma geométrica.
La capacitanciade mide en unidades llamades faradios,en honor al célebre científico inglés Michael Faraday,quién descubrió del fenómeno de la inducción electromagnética y realizó trabajos importantes en electroquímica.
Un faradio se puede definir como la capacidad que tiene que tener un conductor para que al aplicársele un voltio de diferencia de potencial,adquiera la carga de un culombio.
En la práctica,elfaradio es una unidad excesivamente grande,por lo que en la práctica se utilizan submúltiplos como los milifaradios,microfaradios,nanofaradios y picofaradios.Cabe mencionar que desde hace unas décadas se vienen desarrollando los supercapacitores,teniendo éstos capacitancias medidas en faradios y en tamaños cada vez más reducidos.
Para un capacitor un su forma más básica,es decir un condensadorplano paralelo,la capacitancia se puede expresar también como:
C=e?.S
D
Dónde:
?=Permitividad del dieléctrico
S=Superficie efectiva de las placas
D=Distancia entre las placas
Se puede aumentar la capacitancia de un condensador si se introduce un aislante o dieléctrico entre las placas,llenando todo el espacio existente entre éstas.Esto se debe a un efecto conocido como polarización deldieléctrico.
La polarización en un dieléctrico es un reordenamiento de los electrones en dicho aislante que se consigue acercando un cuerpo cargado a un extremo del aislante.En el aislante se producirá un movimiento muy pequeño de los electrones (menor que el diámetro atómico),y éste quedará cargado positivamente por un lado y negativamente por el otro.
Si insertamos un dieléctrico a un capacitor yacargado el voltaje en éste se reducirá pero la capacitancia aumentará,manteniéndose igual la carga.Si hacemos lo mismo con un capacitor que esta conectado a una batería,la batería suministrará mas carga para mantener la tensión original,por lo que la carga en el capacitor aumentará.
La capacitancia en ambos casos se verá aumentada por el factor k.
C=CoK
Diversos materiales se utilizan como...