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REYES ESPRONCEDA JUANA MARIA RIVERA LOPEZ GISELA

GOMEZ CHAVEZ VELIA ADRIANADELGADO AGUILAR MARTHA CAROLINA

5° “Q”

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Objetivos específicos• Determinar la capacitancia de un capacitor,

dada la configuración de conductores y la constante dieléctrica del medio

• Describir el comportamiento de un material dieléctrico desde el punto de vista atómico.

• Resolver sistemas equivalentes en serie y paralelo de capacitores

• Calcular la energía “almacenada” en el campo eléctrico

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CAPACITANCIA

• EN EL ESTUDIO DE LA ELECTRICIDAD, SE DENOMINA CAPACIDAD (A VECES SE DENOMINA CAPACITANCIA) ALA PROPIEDED DE UN CONDUCTOR DE ADQUIRIR CARGA ELECTRICA CUANDO ES SOMETIDO A UN POTENCIAL ELECTRICO CON RESPECTO A OTRO EN ESTADO NEUTRO

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• EN EL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES LA CAPASIDAD DE UNIDADES, LA CAPASIDAD SE MIDE EN FARADIOS (F), SIENDO UN FARADIO LA CAPASIDAD DE UN CONDUCTOR QUE AL SER SOMETIDO A UNA DIFERENCIA DE POTENCIAL DE 1 VOLTIO, ADQUIERE UNA CARGA ELECTRICA DE 1 CULOMBIO

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• SE DEFINE TAMBIEN , COMO LA RAZON ENTRE LA MAGNITUD DE LA CARGA (Q) EN CUALQUIER DE LOS CONDUCTORES Y DE LA MAGNITUD DE DIFERENCIA DE POTENCIAL ENTRE ELLOS (V). ES ENTONSES LA MEDIDA DE LA CAPASIDAD DE ALMASENAMIENTOS DE LA CARGA ELECTRICA

• C=Q• V

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Temas a discutir

• Definición de capacitancia• Cálculo de capacitancia• Combinación de capacitores• Energía en un sistema capacitivo• Capacitores con dieléctricos• Descripción atómica de los

dieléctricos

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Sistema de conductores

Capacitor

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Definición de capacitancía

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Placas Paralelas

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Campo y potencial

Q>0 Q=0

E EE

V(d) V(0)

Cargar un capacitor

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Parámetros del capacitorQ -Q

E

V(d) V(0)A tierra

d

A

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Construcción de capacitores

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Cálculo de capacitancia• Se obtiene el campo eléctrico por ley de

Gauss (despreciando efectos de borde)• Se determina la diferencia de potencial V

entre cada armadura que configura el capacitor

• V debe ser de la forma ε Q/L, donde L es un factor, con unidades de longitud, que depende de la geometría del capacitor denominado longitud característica

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Capacitor esférico

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Capacitores en serie

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Capacitores en paralelo

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Combinación mixta

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Capacitores con dieléctrico• El voltaje en un

capacitor con dieléctrico es menor comparado con otro capacitor idéntico y a condiciones similares pero al vacío.

?

V V VVo

kVacio

Aire

Agua

Estroncio

Conductor

< ⇒ =

∞

0

100000

100059

80

233

.

.

t=0

CQ

V

C kQ

V

C kC

=

=

=

0

0

0

0

+q-q+qEo

Vo

E

k

-q

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Polarización del dieléctrico

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Dieléctrico en un campo eléctrico

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Dieléctricos polares y no polares

• La suma algebraica de todas las cargas en la molécula de cualquier sustancia es igual a cero.

• En distintas sustancias la disposición espacial de las cargas en la molécula puede ser diferente

• Las moléculas simétricas son no polares las moléculas asimétricas son polares

• Momento dipolar eléctrico molecular: p=2aq

10 30− [ ]Cm

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Molécula de agua

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La Electricidad en su forma de Electricidad estática, había sido conocida durante bastante tiempo, pero no fue hasta 1746 que Musschenbroeck, inventó la Botella de Leyden (toma el nombre de la Universidad donde se creó).Se trata de un condensador simple, de placas paralelas, o en otros términos de un "acumulador de carga eléctrica, que puede almacenar cantidades sustanciales de carga.

BOTELLA DE LEYDEN

Cuando la botella de Leyden se usa en combinación con alguna máquina de fricción, permite desarrollar cargas muy altas, del orden de kilovoltios.Una vez cargada al máximo, la botella puede descargarse de forma espontánea o mediante un descargador; en ambos casos, produciendo una chispa azul intenso, de características similares a un rayo.

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GENERADOR ELECTROSTATICO Y BOTELLA DE LEYDEN DE FRASCO DE PELICULAla botella de leyden es un capacitor que tiene dos conductores, uno en la parte exterior y otro en la parte interior. Como conductores se pueden usar trozos de lámina de aluminio (la que se usa para la cocina).

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Cómo se hacePrimero debes obtener un alambrito, corta un trozo de la lámina de aluminio y envuelve con este el frasco de rollo de película fotográfica. Luego debes colocar en el interior otro trozo de lámina de aluminio, si deseas puedes usar pegamento, ten cuidado de hacer secar un buen tiempo porque los gases que se quedan en el interio pueden hacer explotar el frasco. Toma la tapa, haz una perforación e introduce en esta un tornillo y asegura en la parte de abajo un trozo de alambre obtenido de un clip para papel. Este alambre debe hacer contacto con la lámina que colocaste en el interior. Toma un trozo de cable (con varios hilos) y sujetalo en la parte de arriba del tornillo, llamaremos a esta parte "cepillo de colección".

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El aparato se hace funcionar colocando la botella de leyden en el borde de una mesa, lugo debes hacer que el cepillo de colección toque al tubo de pvc mientras lo haces deslizar frotando en el paño o tela. El alambre que se ve que sale de la botella de leyden es simplemente una conexión a tierra, en vez de esto puedes pedir a alguien que tome el frasco sujetando por la parte que tiene la lámina de aluminio. Esta persona no recibirá una descarga si no toca la lámina y el tornillo.

Generador ElectrostáticoEs generador es simplemente un tubo de pvc que se frota con un paño o un trozo de tela.