S5C2
1 recomendación2,670 vistas
El documento explica el concepto de capacitancia en capacitores, incluyendo cómo se cargan y se calcula su capacitancia. Además, se abordan ejercicios prácticos sobre el diseño de capacitores, su carga máxima, y la energía almacenada en ellos. Se incluye también la capacitancia equivalente de capacitores en serie y paralelo, así como aplicaciones relevantes en circuitos eléctricos.
S5C2
- 1. Capacitancia. Corriente eléctrica. Ley de Ohm. Y Milachay, L Arrascue, A Macedo
- 2. Capacitores y capacitancia Dos conductores cargados, separados cierta distancia, forman un condensador o capacitor . Un capacitor es un dispositivo que puede almacenar carga eléctrica. Símbolo del capacitor: -Q +Q -Q +Q
- 3. Capacitancia del condensador Una manera de cargar un capacitor es conectando los bornes o extremos a una batería hasta que se cargan con cargas +Q y –Q . Una vez logrado esto, se desconecta la batería y entre los extremos se establece una diferencia de potencia V ab . La diferencia de potencial es proporcional a la carga acumulada. A la relación entre la carga y la diferencia de potencial se le denomina “ capacitancia ” del condensador.
- 4. Cálculo de la capacitancia Método : Se busca hallar una relación entre la carga y la diferencia de potencial para la configuración dada para buscar el cociente que determine la expresión de la capacitancia.
- 5. Ejercicio 24.8 página 935 Un capacitor de placas paralelas de 5,00 pF , relleno de aire y con placas circulares se va a utilizar en un circuito en el que estará sometido a potenciales de hasta 1,00 × 10 2 V . El campo eléctrico entre las placas no debe ser mayor que 1,00 × 10 4 N/C . En su calidad de ingeniero, sus tareas son a) proyectar el capacitor hallando cuáles deben ser sus dimensiones y separación; b) encontrar la carga máxima que estas placas pueden soportar. (a) (b)
- 6. Voltajes en serie y en paralelo 2,0 V 2,0 V 2,0 V 2,0 V 1,0 V 1,0 V
- 7. Capacitores en serie y en paralelo
- 9. Energía potencial almacenada La energía almacenada en un capacitor depende de la carga y de la capacitancia. Se puede obtener la expresión a partir de la consideración de que el trabajo que realiza el campo para trasladar una carga es igual a la diferencia de potencial. Como la diferencia de potencial es igual al cociente de la carga por la capacitancia, el trabajo total realizado es igual a: Lo que a su vez representa la energía almacenada por la carga en las placas del capacitor.
- 10. Ejercicio de aplicación ¿Cuál es la capacitancia equivalente de dos capacitores con capacitancias de 0,40 F y 0,60 F cuando están conectados (a) en serie y (b) en paralelo? Solución La capacitancia de la asociación de los condensadores en paralelo es: La capacitancia de la asociación de los condensadores en serie es:
- 11. Ejercicio de aplicación Cuál será el valor de la capacitancia C 3 de modo que la capacitancia equivalente de la asociación de los tres capacitores mostrados en la figura sea de 1,7 F . ¿Cuál es la carga almacenada en dicho capacitor? Solución En el segundo caso, la carga del capacitor equivalente es igual a la suma de las cargas de los capacitores. 6,0 V C 3 0,30 F 0,20 F
- 12. Ejercicio de aplicación Se carga un capacitor de 450 F a 295 V , en seguida se conecta un alambre entre las placas. ¿Cuántos joules de energía térmica se producen al descargarse el capacitor si toda la energía que estaba almacenada se emplea en calentar el alambre? Solución Si toda la energía almacenada se transforma en energía calorífica, ésta es igual a: