Propiedades de un capacitor

Published On Jan-18-2018

Transcripción

Sabemos que un capacitor es un componente electrónico pasivo compuesto por dos placas metálicas separadas entre sí. Al conectar las placas a los terminales de una fuente de voltaje, una placa adquirirá una carga eléctrica positiva Q+, mientras que la otra adquirirá una carga negativa, Q-. Al conectar ambas placas entre sí, por medio de un conductor, una corriente fluirá entre las placas, hasta alcanzar un equilibrio entre ambas, neutralizando las cargas.

Figura 5.13. Símbolo de un capacitor

Decimos que un capacitor está cargado, cuando hay una separación de cargas entre las dos placas. Ahora bien, debemos tener en mente que la carga general del capacitor en sí será siempre cero, pues la carga negativa y la carga positiva de cada placa se neutralizan entre sí.

La carga Q de un capacitor es directamente proporcional al voltaje que existe entre las dos placas. La constante de proporcionalidad que permite relacionar la carga y el voltaje es denominada capacitancia y se representa con la letra C.

Figura 5.14. Proporcionalidad entre carga y voltaje

La capacitancia siempre es positiva y se da en la unidad farad, representada con la letra F. A su vez, un farad equivale a un coulomb entre un voltio. Los valores más comunes de capacitancia oscilan entre 1 pico farad y 1000 micro farades, es decir, entre diez a la menos doce farades y 10 a la menos tres farades.

Figura 5.15. La unidad farad

Al conectar el capacitor en un circuito de corriente directa, no fluirá corriente a través de este componente. No obstante, al conectarlo a un circuito de corriente AC, se dará el fenómeno de corriente de desplazamiento, por lo que sí fluirá corriente a través del capacitor.

Cuando las cargas eléctricas se desplazan en las placas del capacitor, se produce un campo magnético que varía. Este campo magnético induce una corriente en la otra placa.

Para encontrar la corriente de desplazamiento, sustituimos la carga Q en la fórmula que define la corriente.

Figura 5.16. Fórmula de la corriente de desplazamiento

También podemos despejar esta fórmula para calcular el voltaje a través del capacitor.

Figura 5.17. Fórmula del voltaje a través del capacitor

Los capacitores almacenan la energía en el campo eléctrico producido, en lugar de disipar la energía en forma de calor, como lo hacen los resistores.

Recordemos que la energía, medida en joules, es la capacidad de realizar trabajo, simbolizado por la letra W. Por su parte, la potencia es trabajo sobre tiempo.

Para encontrar la energía W almacenada por el capacitor, debemos combinar la expresión de potencia eléctrica, potencia igual a voltaje por corriente, y combinarla con la definición de potencia, trabajo sobre tiempo. Luego, despejamos W. Ahora, sustituimos la corriente y seguimos simplificando la expresión hasta obtener la fórmula final.

Figura 5.18. Fórmula de la energía almacenada en un capacitor

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