UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERA EN SISTEMAS, ELECTRNICA E INDUSTRIAL
PERODO ACADMICO: OCTUBRE/2014 MARZO/2015
UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO
Facultad de Ingeniera en Sistemas, Electrnica e Industrial
Ttulo: Resumen Capacitores y Capacitancia
Carrera:Ingeniera en electrnica y comunicaciones
rea Acadmica:Fsica y electrnica
Lnea de Investigacin:Sistemas electrnicos
Ciclo Acadmico y Paralelo:Tercer Nivel paralelo B
Integrantes:Gann Gann Edison David
Snchez Ziga Luis Ricardo
Tibanquiza Chuncho Eduardo Javier
Mdulo y Docente:Fsica III
Ing. Ayala Paulina
CAPACITORES Y CAPACITANCIA
Un capacitor est constituido por dos conductores separados por
un aislante o el vaco.
El movimiento de los electrones de un conductor a otro se
denomina cargar el capacitor, con esto un conductor quedara con
carga positiva y el otro con carga negativa; la carga neta del
capacitor ser igual a cero.
Cuando se dice que un capacitor tiene una carga Q, uno de los
conductores tiene una carga +Q y el otro tendr una carga Q.
La simbologa del capacitor es la siguiente:
La razn entre la carga y la diferencia de potencial entre los
conductores se denomina capacitancia capacitancia (C) del
capacitor.
Calculo de la capacitancia: Capacitores al vaco
Capacitores de placas paralelas
Al estar dos placas conductoras separadas una distancia d se
denomina un capacitor de placas paralelas
Se conoce que
Por lo tanto
La diferencia de potencia se expresa
La capacitancia de las placas paralelas al vaco es:
Cabe resalta que 1 farad es una unidad demasiado extensa por lo
que resulta conveniente utilizar micro farad [f] o pico farad
[pf]
Ejemplo: un capacitor de placas paralelas tiene una capacitancia
de 1F, si las placas estn separadas 1mm Cul es el rea de las
placas?
Capacitor Esfrico
Una capacitor esfrico consta de dos corazas la interior la cual
tendr una carga de +Q y la exterior con una carga Q.
Para proceder al clculo de la capacitancia es necesario obtener
el campo elctrico mediante la superficie gaussiana, luego se
procede a seguir con el voltaje entre las dos corazas.
Capacitor Cilndrico
Un capacitor cilndrico tiene un radio y una densidad lineal de
carga , adems posee una coraza interior coaxial con densidad lineal
de carga , ahora el voltaje, la capacitancia ser:
La carga al ser un cilindro esta ser:
De donde la capacitancia ser:
Capacitores en serie y paralelo
Como se sabe los capacitores solo se fabrican con capacitancias
y voltajes estndares.
Pero al realizar una aplicacin estas capacitancias fabricadas
bajo estndares no podran ser las que necesitamos.
Para esto se puede obtener deferentes valores combinando
capacitores y as obtener la capacitancia que necesitamos para
nuestras aplicaciones y esto se logra conectndolos en serie y en
paralelo.
Capacitores en serie
Se conectar dos capacitores en serie mediante alambre conductor
entre los puntos a y b. al aplicar un diferencial de potencial
(Vab) positivo y constante entre los puntos a y b los capacitores
se cargan.
Hay que observar como la C1 adquiere carga positiva y al
cargarse esta de carga positiva esta carga atrae a los electrones
(carga negativa) a la placa inferior de la C1.
Luego se ve como la placa inferior al estar cargada
negativamente separa los protones y la placa superior de la C2
queda cargada positivamente, al cargarse esta de carga positiva
atrae a los electrones a la placa inferior de la placa C2 desde el
punto.
La Q total de C1 y la Q total de C2 deben ser igual a cero.
En conexin en serie las cargas en todas las placas es la
misma.
Las relaciones entre los diferentes puntos pueden representarse
con las siguientes demostraciones:
y esto es equivalente a
Carga equivalente
Para obtener un capacitor de un valor de capacitancia fuera de
los estndares establecidos se hace una combinacin de capacitores y
a todo este conjunto de combinaciones y el nuevo capacitor obtenido
se le denomina capacitor equivalente Ceq.
Entonces ser igual a:
Y de esto podemos deducir que esta frmula nos servir para
encontrar el capacitor equivalente de la suma de los capacitores
que deseemos:
CAPACITORES EN PARALELO
Se refiere a que dos capacitores estn conectados en paralelo
entre dos puntos a y b. En donde las placas superiores se conectan
mediante un conductor y de esa manera forma una superficie
equipotencial, y de la misma manera sucede para las placas
inferiores.
Demostracin de la ecuacin
Conclusin
La capacitancia es una propiedad exclusiva de los capacitores,
adems de ayudar en la electrnica actual, los capacitores tienen
muchas funciones; entre ellas como flash de cmaras, cuando una luz
en los cargadores de computadora se mantiene encendida aun cuando
se a desconectado, entre otras aplicaciones.
Los capacitores solo tienen polaridad en algunos casos como son
en los capacitores electrolticos, los capacitores cermicos no
tienen polaridad.
Una forma sencilla de recordar las ecuaciones de capacitores
equivalentes en serie o paralelo es recordar las frmulas de
resistencias equivalentes en serie y paralelo, por lo que esta
resulta similar segn la siguiente tabla comparativa
Resistencia equivalente
Capacitancia equivalente
Serie
Paralelo
La diferencia de potencial para cada uno de los capacitores es
la misma:
_( =)
Pero tenemos que las cargas _1 y _2 no son iguales, ya que
pueden llegar cargas a cada capacitor de una manera
independiente.
Entonces las cargas son:
_1= _1 _2= _2
La carga total es:
= _1+ _2=( _1+ _2 )
Por tanto:
/= _1+ _2
Entonces tenemos que la capacitancia equivalente _ es la misma
capacitancia / del capacitor. La ecuacin va a ser:
_= _1+ _2
Entonces tenemos que la capacitancia equivalente _ es la misma
capacitancia / del capacitor. La ecuacin va a ser:
_= _1+ _2