Capacitancia y dielectricos.15 3. alumnos

ELECTRICIDAD

Y

MAGNETISMO

Capacitancia y dieléctricos

Ing. Alejandro Guzman Olivares 1


Los capacitores o condensadores son dispositivos ó elementos lineales y pasivos que

pueden almacenar y liberar energía eléctrica basándose en fenómenos relacionados

con campos eléctricos

CAPACITOR.

El capacitor está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un

aislante ó dieléctrico de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero

con signos contrarios.



TIPOS DE CAPACITORES

SIMBOLOGIA DE LOS CAPACITORES



Capacitancia.

La capacitancia es un parámetro del capacitor que indica la capacidad de

almacenamiento de carga que éste tiene y su unidad es el Faradio.

Esta unidad es muy grande y para representar valores comerciales de este

elemento se utilizan los submúltiplos del Faradio, como por ejemplo:

-El uF (microfaradio)

- El pF (picofaradio)

- El nF (nanofaradio), etc.


http://www.unicrom.com/Tut_condensador.asp


Voltaje de ruptura de un

condensador

El voltaje de ruptura es aquel

voltaje máximo que se puede

aplicar a los terminales del

capacitor. Si se sobrepasa, el

dieléctrico se puede perforar

provocando un corto circuito.

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http://www.unicrom.com/Tut_voltaje.asp



http://www.unicrom.com/Tut_localizacion-averias-circuitos-pasivos1.asp


CAPACITANCIA ( C )

La capacidad o capacitancia de un capacitor se mide por la cantidad de carga

eléctrica que puede almacenar

También es la razón entre las magnitud de la carga en cualquiera de los

conductores y la diferencia de potencial entre ellos:

Donde:

C = Capacitancia [Farad

Q = Carga eléctrica [Coulomb

V = Diferencia de potencial [Volts

C Q

V =

A la unidad de capacitancia se le ha dado el nombre de Farad (F) en honor de

Michel Farady (1791-1867), químico y físico ingles, pionero del estudio de la

Electricidad.



……… CAPACITANCIA ( C )

Por definición: Un capacitor tiene la capacitancia de un Farad cuando al almacenar

la carga de un Coulomb su potencial aumenta un Volt

1 Farad 1 Coulomb

1 Volt =

Debido a que el Farad es una unidad muy grande, en la practica se utilizan

submúltiplos de ella como el microfarad (F = 1 X 106 Farad) equivalente a

la millonésima parte del Farad . En la siguiente tabla se ven los diversos

submultiplos utilizados.



Conexión en serie de capacitores

Se observa una conexión en serie de capacitores al estar la placa positiva de

uno unida a la negativa del otro.

V

C1 C2

C3



……..Conexión serie de capacitores

a) Capacitancia equivalente (Ceq ). Es la capacidad total del arreglo y se determina

mediante el inverso de la suma de los inversos de cada capacitor con la siguiente

ecuación:

Cuando solo se tiene dos capacitores no resulta práctico aplicar esta ecuación,

en ese caso se recomienda aplicar la siguiente expresión:

Ceq = Capacitancia equivalente [F

C = Capacitancia [F

Ceq = Capacitancia equivalente [F C = Capacitancia [F

1

C1

1

C3

1

C2

1

Cn

1

Ceq

………. =

C1 C2

C1 C2

Ceq =



C ) El valor de la diferencia de potencial total será;

……..Conexión serie de capacitores

b) En una conexión en serie los capacitores adquieren la misma carga:

Q = C V

V = V1 + V2 + V3 ……….+Vn



Capacitores en paralelo

La conexión es en paralelo al unirse las placas positivas de los capacitores en un punto

y las negativas en otros.

C2

C3

V

C1



……….Capacitores en paralelo

a) Capacitancia equivalente

Ceq = C1 + C2 + C3 +C4+..............+.Cn

b) Al conectar los capacitores en paralelo, cada uno de ellos tendrá la misma

diferencia de potencial equivalente

V = Q

C

c) El valor de la carga total almacenada será igual a:

QT = Q1 + Q2 + Q3 + ……….+ Qn

V = V1 = V2 = V3

d) La carga depositada en cada capacitor

Q1 = VC1; Q2 = VC2 ; Q3 =VC3 ………etc



Capacitores en conexion mixta.

Consiste en la combinación de conexiones serie y paralelo en el mismo arreglo o

circuito de capacitores.

Para resolver una conexión mixta no existe una formula única para determinar la

capacidad total, por lo que el circuito se analiza por partes aplicando las ecuaciones

de circuitos serie y paralelo según corresponda.

En el circuito de la conexión mixta de capacitores se observa que C3 y C4

están en paralelo, pero el equivalente de estos dos están en serie con C1, C2

y C5, también de forma inmediata se nota que los capacitores C1 y C2 están

en serie. Ing. Alejandro Guzman Olivares 14


PROBLEMA 9 CAPACITORES CIRCUITO MIXTO

Según el siguiente circuito de capacitores mostrados en la figura, calcular:

a) La capacitancia equivalente del circuito en paralelo;

b) La capacitancia total equivalente del circuito; . Hacer los circuitos de la forma en

que se van simplificando;

a) El voltaje que existe en cada capacitor.

C3 = 4 F C2 = 6 F

120 V

C1 = 3 F

C3 = 2 F

C2 = 7 F

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PROBLEMA. 10 CAPACITORES EN CIRCUITO MIXTO

De acuerdo con el circuito de capacitores mostrados en la siguiente figura, calcular:

a) La capacitancia equivalente de circuito en paralelo;

b) La capacitancia total equivalente del circuito. Hacer los circuitos de la forma en que

se van simplificando;

c) El voltaje existente en cada capacitor.

C3 = 5 pF

C2 = 4 pF

60 V

C1 = 2 pF



PROBLEMA. 11 CAPACITORES EN PARALELO

Dos capacitores de 20 y 30 pF se conectan en paralelo a una diferencia de potencial

de 60 volts. Calcular:

a) La capacitancia equivalente de combinación. Hacer el diagrama de como se

simplifica el circuito.

a) El voltaje en cada capacitor;

b) La carga depositada;

c) La carga total que almacenan los capacitores

C1 = 20 pF

C2 = 30 pF

60 V



PROBLEMA. 12 CAPACITORES EN PARALELO

De acuerdo con la conexión de capacitores mostrados en la siguiente figura, calcular:

a) La capacitancia equivalente del circuito.

b) La diferencia de potencial en cada capacitor;

c) La carga depositada en cada capacitor;

d) La carga total almacenada por los capacitores.

C2 = 8 F

C2 = 12 F

120 V

C1 = 6 F

(Entregable 4)



PROBLEMA. 13.

Tres capacitores de 2pF, 7pF y 12pF se conectan en serie a una batería de 30 V.

Calcular:

a) La capacitancia equivalente del circuito;

b) La carga depositada en cada capacitor;

c) La diferencia de potencial en cada capacitor.

30 V

C1 = 2 pF C2 = 7 pF

C2 = 12 pF



PROBLEMA. 14 CAPACITORES EN SERIE

De acuerdo con la conexión de los tres capacitores mostrados en la figura, calcular:

a) La capacitancia equivalente del circuito;

b) La carga almacenada en cada capacitor ;

c) La diferencia de potencial de cada capacitor

C1 = 4 F C2 = 8 F

90 V

C2 = 10 F

(ENTREGABLE 4).



Sabias que ?..........

Cuando se oprime una tecla en un tablero de computadora, cambia el espacio entre

las placas de un capacitor debajo de la tecla, provocando un cambio de capacitancia.

Una señal eléctrica derivada

de este cambio de capacitancia

se usa para registrar la tecla

marcada.

USOS DE LOS CAPACITORES.

Los capacitores se usan en:

a) Circuitos de corriente alterna;

b) Circuitos de radio;

c) En el encendido de la mayoría de los automóviles


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