La capacitancia eléctrica del condensador
La capacitancia eléctrica del condensador
La capacitancia eléctrica del condensador
¿Qué es un condensador?
Un condensador es un elemento que tiene la capacidad de almacenar energía en forma de carga eléctrica. Los capacitores vienen en muchas formas diferentes, desde capacitores cerámicos submilimétricos hasta capacitores de polipropileno para aplicaciones industriales que pesan hasta decenas de kilogramos. El condensador consta de electrodos entre los que hay un material dieléctrico, es decir, aislante, como papel encerado, mica, cerámica, plástico o, en el caso de condensadores electrolíticos, gel líquido. A pesar de la presencia de una capa aislante entre las placas del condensador, puede producirse una ligera corriente, que se trata como una imperfección del condensador.
Un condensador, cuando se conecta a una fuente de corriente continua, acumula una carga eléctrica y la retiene también después de desconectarse de la fuente. Por lo que puede actuar como un "depósito" de electricidad, muy parecido a una pila o batería reutilizable. Sin embargo, el proceso de descarga y carga aquí es muy rápido y está limitado por los parámetros internos del capacitor y la resistencia a través de la cual se descarga el capacitor.permiten separar las señales variables de las constantes. También se utilizan para bloquear picos repentinos que podrían desencadenar circuitos digitales descontrolados.
Los símbolos de condensadores utilizados en los diagramas se muestran a continuación.
El primero es el símbolo de un condensador no polarizado.
El siguiente símbolo denota un condensador polarizado, que debe conectarse al circuito manteniendo la polaridad de los cables indicados en el diagrama.
También sucede que en los diagramas puede encontrarse con el símbolo de un capacitor no polarizado con un signo más agregado, entonces debe tratarse como un símbolo de un capacitor polarizado.
También hay situaciones opuestas, cuando los símbolos de los condensadores polarizados están desprovistos de un signo más, lo que no significa que la polarización de estos elementos ya no sea válida.
Funcionamiento del condensador
Los electrones fluyen hacia la placa conectada al polo negativo de la batería y luego empujan los electrones que pertenecen a la otra placa. Esto conduce a la formación de "agujeros de electrones" en la segunda placa, que pueden tratarse como cargas positivas. Cuando desconectamos el condensador de la batería, los electrones quedan atrapados en el campo eléctrico, lo que es consecuencia de la acumulación de electrones en un electrodo y su insuficiencia en el otro. Sin embargo, debe recordarse que con el tiempo la diferencia de potencial entre las placas disminuirá debido a la fuga, que es un flujo muy lento de cargas de una placa a otra, posiblemente debido a imperfecciones del dieléctrico y otras sustancias que rodean las placas.Condensadores en la oferta de TME
Capacidad del condensador
La capacitancia es una propiedad eléctrica de un capacitor y es la relación entre la carga acumulada y el voltaje. La unidad de capacidad es Farad (F), llamado así por el físico británico Michael Faraday. La mayoría de las veces nos encontramos con condensadores con capacidades mucho más pequeñas que 1F, aunque ciertas industrias también usan supercondensadores con capacidades del orden de miles de faradios. Como regla general, las unidades submúltiplos se definen (los más pequeños): milifaradio (1 mF= 10-3 F), microfaradio (1 µF= 10-6 F), nanofaradio (1 nF= 10-9 F) y picofaradio (1 pF= 10-12 F). En Internet puede encontrar muchos sitios para convertir unidades, incluidas las capacidades de los condensadores. También vale la pena recordar que en los EE. UU. a veces (aunque rara vez) puede encontrar la notación "mF" como una forma alternativa de registrar la unidad de microfaradios (μF). Esto puede llevar a una seria confusión ya que mF es la notación correcta para la unidad de milifaradios. La capacitancia de un capacitor es mayor, cuanto mayor es el área superficial de sus paramentos, menor es la distancia entre los paramentos, y el dieléctrico utilizado tiene mayor permeabilidad eléctrica.
¿Cómo calcular la capacitancia de un condensador? Patrones básicos.
Capacitancia eléctrica
Las propiedades como el tamaño y la forma de la placa influyen en la cantidad de carga almacenada, incluso si se aplica exactamente el mismo voltaje U. La capacitancia de un capacitor se define como la relación entre la carga máxima Q que se puede acumular en el capacitor y el voltaje U aplicado a las placas. En otras palabras, la capacitancia es la carga máxima por 1 voltio de voltaje.
Capacidad eléctrica de un condensador plano con vacío
En el caso de un capacitor plano, la capacitancia depende del área (S) de dos placas idénticas separadas por la distancia d. La constante ε es la permeabilidad eléctrica del vacío, igual a 8,85⋅10−12F∕m.
Capacidad eléctrica de un condensador cilíndrico con vacío
Un condensador cilíndrico o cilíndrico consta de dos cilindros conductores coaxiales. Un cilindro interior con un radio R1 que puede ser hueco o lleno en el centro y un cilindro exterior que es una coraza con un radio interior R2. Definiremos la longitud de cada cilindro como l.
Capacidad eléctrica de condensadores conectados en serie
Para un sistema de capacitores conectados en serie, el recíproco de la capacitancia equivalente es la suma del recíproco de la capacitancia de los capacitores componentes.
Capacidad eléctrica de condensadores conectados en paralelo
Para un sistema de capacitores conectados en paralelo, la capacidad equivalente es la suma de las capacidades de los capacitores componentes.
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