Unidad 2 ELECTROMAGNETISMO

Unidad 2
Energía Electrostática










Materia: ELECTROMAGNETISMO
Profesor: GARCIA NAVARRO PEDRO ALBERTO
Alumno: HERNANDEZ PEREZ JOSUE GIOVANI
2.1 Energía Electrostática
El término energía estática se refiere a la acumulación de un exceso de carga eléctrica en una zona con poca conductividad eléctrica, un aislante, de manera que la acumulación de carga persiste. Los efectos de laelectricidad estática son familiares para la mayoría de las personas porque pueden ver, notar e incluso llegar a sentir las chispas de las descargas que se producen cuando el exceso de carga del objeto cargado se pone cerca de un buen conductor eléctrico (como un conductor conectado a una toma de tierra) u otro objeto con un exceso de carga pero con la polaridad opuesta.














2.2 capacitanciaEn electromagnetismo y electrónica, la capacidad eléctrica, también conocida como capacitancia, es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacidad también es una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para una diferencia de potencial eléctrico dada. El dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el condensador. La relación entre ladiferencia de potencial (o tensión) existente entre las placas del condensador y la carga eléctrica almacenada en éste, se describe mediante la siguiente expresión matemática




Dónde:
C\, es la capacidad, medida en faradios (en honor al físico experimental Michael Faraday); esta unidad es relativamente grande y suelen utilizarse submúltiplos como el microfaradio o picofaradio.
Q\, es la cargaeléctrica almacenada, medida en culombios;
V\, es la diferencia de potencial (o tensión), medida en voltios.
Cabe destacar que la capacidad es siempre una cantidad positiva y que depende de la geometría del condensador considerado (de placas paralelas, cilíndrico, esférico). Otro factor del que depende es del dieléctrico que se introduzca entre las dos superficies del condensador. Cuanto mayor sea laconstante dieléctrica del material no conductor introducido, mayor es la capacidad.




2.3 Capacitores en serie y paralelo
Capacitores en serie:
Un capacitor puede ser armado acoplando otros en serie y/o en paralelo. De esta manera se obtiene una capacidad total equivalente para el conjunto de capacitores que se puede calcular mediante expresiones simples. También es posible conocer las caídasde potencial y la carga almacenada en cada capacitor.
El acoplamiento de capacitores en serie se realiza conectando en una misma rama uno y otro capacitor, obteniendo una capacidad total entre el primer borne del primer capacitor y el último del último.


Capacidad total en serie
La capacidad total (o equivalente) en serie se calcula sumando las inversas de cada una de las capacidades y calculandola inversa del resultado.




Tensión de capacitores en serie
La suma de las caídas de tensión de cada capacitor da como resultado la tensión total aplicada entre los bornes A y B.

Carga de capacitores en serie
La carga de cada uno de los capacitores de una rama en serie es igual a la de los demás y es igual a la carga equivalente acumulada en toda la rama (entre A y B)

A su vez, cada cargapuede ser calculada como q = C V de cada capacitor, con lo que:


Y la carga total (qt) que es igual a la carga sobre cualquier capacitor se puede calcular sobre el capacitor equivalente como:









CAPACITOR EN PARALELO:
El acoplamiento en paralelo de los capacitores se realiza conectándolos a todos a los mismos dos bornes.

Capacidad total en paralelo
La capacidad total (o equivalente) enparalelo se calcula sumando las capacidades de cada uno de los capacitores.

Tensión de capacitores en paralelo
Al estar unidos todos los capacitores por un mismo conductor, se encuentran todos a la misma diferencia de potencial (la de la tensión aplicada) por lo tanto la tensión de cada uno es igual a la de otro e igual a la total.

Carga de capacitores en paralelo
La carga total es igual a suma de...