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Capacitancia
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Temario
Capacitancia
1. Limitaciones al cargar un capacitor.
2. El capacitor
3. Calculo de capacitancia
4. Constante dieléctrica; permisividad.
5. Capacitores en serie y en paralelo.
6. Energía de un capacitor cargado.
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Un capacitor consiste en dos conductores separados por el vacío o por un dieléctrico (un aislante). Cuando se colocan cargas de igual magnitud pero sentido contrario sobre cada conductor, la magnitud de carga es proporcional a la diferencia de potencial.
El factor de proporcionalidad se conoce como capacitancia. La capacitancia depende del tamaño, la forma y la separación de los
conductores, además del material que los separa.
El comportamiento de los capacitores conectados en serie o en paralelo pueden describirse en términos de una capacitancia equivalente a la combinación.
La energía almacenada en un capacitor cargado se puede asociar al campo eléctrico producido por las cargas y se expresa en términos de la densidad de energía por unidad de volumen.
Al colocar un dieléctrico entre los conductores de un capacitor se aumenta la capacitancia , debido a la redistribución de carga adentro del dieléctrico; este efecto se conoce como polarización.
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Capacitores en el Vacío
Podemos calcular la capacitancia C
de un conductor dado calculando la
diferencia de potencial entre los
conductores para una magnitud de
carga definida Q.
Supongamos capacitores en el vacío;
es decir solo los separa el espacio
vacío.
Cuando la separación entre las
placas es pequeña en
comparación con el tamaño, la
curvatura del campo eléctrico en
los bordes es pequeña.
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El campo entre las placas es casi
uniforme y las cargas de las placas
están distribuidas uniformemente en
sus caras opuestas, esta es la
distribución de un capacitor de
placas paralelas.
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Capacitores esférico
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Capacitores cilíndrico
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Capacitor en Serie
Al conectar un par de capacitancias como se muestra en la figura (a) nos muestra
la representación en serie.
La figura (b) nos muestra el diagrama del circuito en la combinación serie.
En ( c) nos muestra el capacitor equivalente.
Para una conexión en serie la magnitud de la carga sobre todas las placas es la
misma.
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Capacitor en paralelo
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Dieléctricos
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Dieléctricos
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Cuando un dieléctricos sometido a un campo eléctrico lo suficientemente
intenso, se presenta la ruptura dieléctrica y el dieléctrico se vuelve conductor:
los electrones son arrancados de las moléculas formándose una descarga de
chispa o de arco.
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