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Capacitancia

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Capacitancia

  1. 1. Colegio Adventista Subsector Física Arica Profesor: Ignacio Espinoza Braz
  2. 2. <ul><li>Un capacitor o condensador es un dispositivo que almacena carga eléctrica. Éste se utiliza en distintos tipos de circuitos eléctricos y electrónicos. </li></ul><ul><li>Un condensador está formado por dos placas metálicas paralelas de área A separadas por una pequeña distancia d . Entre las placas contiene un material aislante (dieléctrico) el que puede ser aire. </li></ul>
  3. 3. <ul><li>Para cargar un capacitor se conecta cada placa, mediante un alambre conductor, a los terminales (bornes) positivo y negativo de una batería o pila. </li></ul>
  4. 4. <ul><li>La batería o pila establece entre las placas una diferencia de potencial debido a esto son extraídos los electrones de una de las placas, la que queda con carga positiva ( +q ). Los electrones son transferidos por medio de la batería a la otra placa, la que queda con carga negativa ( -q ) </li></ul><ul><li>Cuando la diferencia de potencial entre las placas es igual a la diferencia de potencial de la batería, la transferencia de carga se interrumpe y cada placa queda con la misma cantidad de carga. </li></ul>
  5. 5. <ul><li>La cantidad de carga Q que adquiere un determinado capacitor es proporcional al valor de la diferencia de potencial V entre las placas, es decir: </li></ul><ul><li>Por lo tanto, la razón de la cantidad de carga Q al potencial V producido, será una constante C para un capacitor dado . </li></ul>
  6. 6. <ul><li>Esta razón se entiende como la capacidad del condensador para almacenar carga, conocida como capacitancia . </li></ul><ul><li>La capacitancia es siempre una cantidad positiva. Su unidad de medida en el S.I es: </li></ul>
  7. 7. <ul><li>La capacitancia C no depende de la carga Q ni del potencial V , sino de la geometría del condensador. </li></ul><ul><li>La capacidad C de un condensador de placas paralelas de área A , que están separadas a una distancia d y que tiene entre las placas aire, es: </li></ul><ul><li>Donde es una constante llamada permisividad del espacio libre , con una valor de: </li></ul>
  8. 8. <ul><li>Un dieléctrico es un material aislante. Es común que entre las placas de un condensador se coloque un dieléctrico, cumpliendo funciones como: </li></ul><ul><li>Permite aumentar la diferencia de potencial máxima que soporta el condensador sin que fluyan cargas entre las placas. </li></ul><ul><li>Aumenta la capacidad. Esto se debe tanto a que las placas se puedan colocar a menar distancia sin que se toquen, como a que disminuye el campo eléctrico entre las placas del condensador y la diferencia de potencial. </li></ul>
  9. 9. <ul><li>Cuando se coloca un dieléctrico entre las pacas, de modo que este llene el espacio libre, entonces, la capacidad del condensador aumenta en un factor k conocido como constante dieléctrica . </li></ul><ul><li>Para un condensador de placas paralelas, la capacitancia se podrá calcular como: </li></ul>
  10. 10. Material Constante Dieléctrica Vacío 1 Aire 1,000059 Parafina 2,2 Papel 3,7 Nailon 3,4 Vinil 4 Vidrio Pirex 5,6 Teflón 2,1 Cuarzo 4,3 Agua 80
  11. 11. <ul><li>Las imágenes que observamos en los monitores de un computador o televisor, se producen por el movimiento de electrones en su interior, que son acelerados por campos eléctricos y que chocan con la superficie interna de la pantalla. </li></ul>
  12. 12. <ul><li>Como sabemos, cuando una partícula de masa m y carga eléctrica q se encuentra en presencia de un campo eléctrico E , experimenta la acción de una fuera eléctrica F , dada por: </li></ul><ul><li>La aceleración que experimentará dicha partícula se puede determinar aplicando la segunda ley de newton: </li></ul>
  13. 13. <ul><li>En el movimiento de partículas cargadas en un campo eléctrico se pueden dar 2 situaciones: </li></ul><ul><ul><li>En que las partículas ingresen en forma paralela a las líneas de campo. </li></ul></ul><ul><ul><li>O que lo hagan en forma perpendicular a estas líneas. </li></ul></ul><ul><li>Veamos que ocurre en cada uno de estos casos. </li></ul>
  14. 14. <ul><li>Si una partícula con velocidad inicial lo hace de esta forma, experimenta un movimiento uniformemente acelerado siguiendo una trayectoria rectilínea , como la figura. </li></ul><ul><li>La rapidez de la partícula, al cabo de cierto tiempo puede ser predicha aplicando la relación cinemática: </li></ul>
  15. 15. <ul><li>Cuando la velocidad inicial de la partícula es perpendicular a las líneas de campo eléctrico, su movimiento es rectilíneo uniforme en la dirección perpendicular al campo, donde no se realiza trabajo y es uniformemente acelerado en la dirección del campo. Esto hace que la partícula describa una trayectoria parabólica, como lo muestra la figura: </li></ul>

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