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capacitor - Asociación de
capacitores - Comportamiento del
capacitor en circuitos DC - Circuito
complejo - Bibliografía
El
capacitor
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 diferencia de 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 el polo
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 de la
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
En realidad,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 capacitancia de 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,el faradio 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 condensador plano 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 del dieléctrico.
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 ya cargado 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 dielétricos,como la baquelita,la cera de
abejas,mica moscovita,etc
Reseña
Histórica del Capacitor
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