Capacitores
Un capacitor es un dispositivo capaz de almacenar energía a través de campos eléctricos. Los capacitores se utilizan principalmente como filtros de corriente continua, ya que evitan cambios bruscos y ruidos en las señales debido a su funcionamiento.
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Placas metálicas: Estas placas se encargan de almacenar las cargas eléctricas.
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Dialéctico o aislante: Sirve para evitar el contacto entre las dos placas.
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Carcasa de plástico: Cubre las partes internas del capacitor.
¿Cómo funciona un capacitor?
En su estado natural cada una de las placas internas tiene el mismo número de electrones. Cuando conectamos una fuente de voltaje una de las placas pierde electrones (siendo esta la terminal positiva), mientras que la otra los gana (terminal negativa). Este movimiento de electrones se detiene cuando el capacitor alcanza el mismo voltaje que la fuente de alimentación.
El material dialéctico se coloca entre las dos placas y sirve para evitar que estas hagan contacto entre sí, también sirve para que los electrones no pasen de una hacia la otra.
Cuando se desconecta la fuente de alimentación los electrones ganados por una de las placas regresan a la otra placa para alcanzar su estado natural con el mismo número de electrones en cada una.
Existe una proporcionalidad directa entre la magnitud de la carga q en un capacitor y la diferencia de potencial V entre sus placas. Esto es, podemos escribir: q= C. V donde C, la constante de proporcionalidad, se llama capacitancia del capacitor.
La unidad de capacitancia en el SI es el coulomb/volt, y se le da el nombre de farad (abreviado F): 1 farad = 1 coulomb/volt.
Calculo de la capacitancia:
Suponemos una carga q en las placas; calculamos el campo eléctrico E entre las placas en términos de la carga, usando la ley de Gauss; conociendo E, calculamos la diferencia de potencial V entre las placas ; calculamos C de C = q / V .
Asociación de capacitores
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Al analizar circuitos eléctricos, es deseable conocer la capacitancia equivalente de dos o más capacitores que estén conectados de un cierto modo. Por “capacitancia equivalente” queremos significar la capacitancia de un capacitor individual que puede sustituirse por la combinación sin que cambie la operación del resto del circuito.
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Asociación de capacitores en paralelo
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Existen tres propiedades que caracterizan a una conexión en paralelo de los elementos de un circuito.
1) Al viajar de a a b, podemos tomar cualquiera de varias trayectorias paralelas cada una de las cuales pasa por sólo uno de los elementos en paralelo.
2) Cuando se conecta una batería de diferencia de potencial V entre las terminales de la combinación, en cada elemento de la conexión en paralelo aparece la misma diferencia de potencial V. Los alambres y las placas del capacitor son conductores y por lo tanto equipotenciales. El potencial en a aparece en los alambres conectados a o y en las dos placas de capacitor a la
izquierda; similarmente, el potencial en b aparece en todos los alambres conectados a b y a las dos placas de capacitor a la derecha.
3) Los elementos comparten la carga total que la batería proporciona a la combinación.
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Asociación de capacitores en serie
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Existen tres propiedades que distinguen a una conexión en serie de los elementos de un circuito.
1) Si intentamos viajar de a a b, debemos pasar por todos los elementos del circuito en sucesión.
2) Cuando se conecta una batería entre la combinación, la diferencia de potencial V de la batería es igual a la suma de las diferencias de potencial entre cada uno de los elementos.
3) La carga q entregada a cada elemento de la combinación en serie tiene el mismo valor.