Capacitores (electricidad y magnetismo)

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ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO lejandro Salvador Salcedo Castill CAPACITORES

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Presentación de los capacitores, espero les sea de ayuda.

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  • 1. En esta presentacin se hablara el tema de loscapacitores, capacitancia y algunos de los tipos deellos, as como tambin los tipos de conexiones debancos de stos.Se mostrarn algunas formulas utilizadas paracalcular la capacitancia que despus abordaremosen temas posteriores de la clase.

2. CAPACITORES Se llama capacitor a un dispositivo quealmacena carga elctrica. El capacitor estformado por dos conductores prximos uno aotro, separados por un aislante, de tal modo quepuedan estar cargados con el mismo valor, perocon signos contrarios. 3. En su forma ms sencilla, un capacitor est formadopor dos placas metlicas o armaduras paralelas, de lamisma superficie y encaradas, separadas por unalmina no conductora o dielctrico. 4. Al conectar una de las placas a ungenerador, sta se carga e induceuna carga de signo opuesto en laotra placa. 5. PRIMER CAPACITOR El primer capacitor es labotella de Leyden, el cuales un capacitor simple enel que las dos placasconductoras son finosrevestimientos metlicosdentro y fuera del cristalde la botella, que a su vezes el dielctrico. 6. =Se denomina faradio o farad (F), enhonor a Michael Faraday, a la unidadde capacidad elctrica del SistemaInternacional de Unidades (SI).Un faradio es la capacidad de uncondensador entre cuyas armadurasexiste una diferencia de potencialelctrico de 1 voltio cuando estcargado de una cantidad deelectricidad igual a un culombio. 7. Submltiplos MltiplosValor Smbolo Nombre Valor Smbolo Nombre101 F dF decifaradio 101 F daF decafaradio102 F cF centifaradio 102 F hF hectofaradio103 F mF milifaradio 103 F kF kilofaradio106 F F microfaradio 106 F MF megafaradio109 F nF nanofaradio 109 F GF gigafaradio1012 F pF picofaradio 1012 F TF terafaradio1015 F fF femtofaradio 1015 F PF petafaradio1018 F aF attofaradio 1018 F EF exafaradio1021 F zF zeptofaradio 1021 F ZF zettafaradio1024 F yF yoctofaradio 1024 F YF yottafaradio 8. Estos capacitores tienen una capacidad fija determinada por elfabricante y su valor no se puede modificar. Sus caractersticasdependen principalmente del tipo de dielctrico utilizado, de tal formaque los nombres de los diversos tipos se corresponden con losnombres del dielctrico usado.De esta forma podemos distinguir los siguientes tipos: Cermicos. Plstico. Mica. Electrolticos. De doble capa elctrica 9. CERMICOS El dielctrico utilizado porestos capacitores es lacermica, siendo elmaterial ms utilizado eldixido de titanio. Sepueden diferenciar dosgrupos: Grupo I: caracterizadospor una alta estabilidad,con un coeficiente detemperatura bien definidoy casi constante. 10. Grupo II: su coeficiente de temperatura no estprcticamente definido y adems de presentar caractersticasno lineales, su capacidad vara considerablemente con latemperatura, la tensin y el tiempo de funcionamiento. Secaracterizan por su elevada permitividad. 11. PLSTICOS Estos capacitores secaracterizan por las altasresistencias de aislamientoy elevadas temperaturasde funcionamiento.Segn el proceso defabricacin podemosdiferenciar entre losde tipo k y tipo MK, que sedistinguen por el materialde sus armaduras. 12. Segn el dielctrico usado se pueden distinguir estos tiposcomerciales: KS: styroflex, constituidos por lminas de metal ypoliestireno como dielctrico. KP: formados por lminas de metal y dielctrico depolipropileno. MKP: dielctrico de polipropileno y armaduras de metalvaporizado. MKY: dielctrco de polipropileno de gran calidad y lminasde metal vaporizado. MKT: lminas de metal vaporizado y dielctrico deteraftalato de polietileno (polister). MKC: makrofol, metal vaporizado para las armaduras ypolicarbonato para el dielctrico. 13. MICA El dielctrico utilizadoen este tipo decapacitores es la mica osilicato de aluminio ypotasio y se caracterizanpor bajas prdidas,ancho rango defrecuencias y altaestabilidad con latemperatura y el tiempo. 14. DOBLE CAPA ELCTRICASe diferencian de los capacitores convencionales en queno usan dielctrico por lo que son muy delgados. Suscaractersticas elctricas ms significativas son: altosvalores capacitivos para reducidos tamaos, corrientede fugas muy baja, alta resistencia serie, y pequeosvalores de tensin. 15. ELECTROLITICOSEn estos capacitores una de las armaduras es de metalmientras que la otra est constituida por un conductorinico o electrolito. Presentan unos altos valorescapacitivos en relacin al tamao y en la mayora de loscasos aparecen polarizados. Aluminio Tntalo 16. Son condensadores cuya capacidad puede ser modificadaintencionalmente de forma mecnica o electrnica. Soncondensadores provistos de un mecanismo tal que, o bientienen una capacidad ajustable entre diversos valores aelegir, o bien tienen una capacidad variable dentro degrandes lmites. 17. Placas Planas y Paralelas 18. CILNDRICO En una geometra cilndrica como un cable coaxial, la capacidadse suele establecer como capacidad por unidad de longitud. Lascargas elctricas se encuentran en la superficie exterior delconductor interior y en la pared interna del conductor exterior. 19. ESFRICOUn condensador esfrico est formado por dos superficiesconductoras esfricas, concntricas de radios a y b, cargadascon cargas iguales y opuestas +Q y Q, respectivamente. 20. Calculo de la Capacitancia 21. Energa Almacenada en elCapacitor El capacitor almacena energa en el campo elctrico queaparece entre las placas cuando se carga. La energaalmacenada puede calcularse a travs de las siguientesexpresiones: Wc =(1/2)*q*V Wc=(1/2)*C*Vq = CargaC = CapacidadV = TensinWc = Energa medida en Joule. 22. Un capacitor puede ser armado acoplando otros enserie y/o en paralelo. De esta manera se obtieneuna capacidad total equivalente para el conjunto decapacitores que se puede calcular medianteexpresiones simples. Tambin es posible conocer lascadas de potencial y la carga almacenada en cadacapacitor. 23. Capacitadores en SerieEl acoplamiento de capacitores en serie se realizaconectando en una misma rama uno y otro capacitor,obteniendo una capacidad total entre el primer bornedel primer capacitor y el ltimo del ltimo. 24. La carga de cada uno de loscapacitores de una rama en seriees igual a la de los dems y esigual a la carga equivalenteacumulada en toda la rama (entreA y B) A su vez, cada carga puede sercalculada como q = C V de cadacapacitor, con lo que: Y la carga total (qt) que es igual ala carga sobre cualquier capacitorse puede calcular sobre elcapacitor equivalente como: 25. CAPACITORES PARALELO El acoplamiento en paralelo de los capacitores se realizaconectndolos a todos a los mismos dos bornes.Capacidad total en paralelo La capacidad total (o equivalente) en paralelo se calcula sumando lascapacidades de cada uno de los capacitores. 26. Carga de capacitores enparaleloLa carga total es igual a suma delas cargas almacenadas en cadacapacitorY cada carga puede calcularsecomo q = C V de cada capacitor,pero en este caso V es la mismapara todos, con lo que: 27. Al finalizar dicho trabajo, nos queda como aprendizaje general: Qu sonde fundamental importancia, los capacitores, ya que estos nos permitenfacilitar el da a da, gracias a su abundancia y a la gama de los mismos.Es importante aplicar clculos, no dejan pasar por alto, la aplicacin de lasciencias exactas, para el pleno funcionamiento de los CAPACITORES y losproductos que funcionan con los mismos. 28. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/esfera1/esfera1.htm http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/capcyl.html http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_variable http://es.wikipedia.org/wiki/Faradio http://es.slideshare.net/Oskaargarciaa/capacitores-y-dielectricos?related=3