capacitores
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CAPACITORES
. Son utilizados en los circuitos electrónicos mas variados como filtros, eliminando o atenuando picos
de corriente de alta frecuencia.
Son dispositivos cuya función fundamental es almacenar energía eléctrica
Cálculo de la Capacitancia
C = Capacitancia [F]
VQC =
VCFFaradio = FnFFF 96 101101 −− ==μ
FpF 12101 −=
R
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛=
QdAQ
VQC 01 ε
Calcular la capacitancia de un condensador de placas paralelas (cuadrado) con 10 cm de lado y separación de 1 mm
dAC 0∈=
22101,01,01010 mmmcmcmA −=×=×=
mmmd 3101 −==
mmmF
dAC 3
22120
1010/1085,8
−
−− ××=
∈=
nFFC 5,88105,88 9 =×= −
∫∫ =−=b
a
a
b rdr
LQdr
rLQV
00 22 επεπ
Un capacitor cargado almacena energía eléctrica. Esta energía será igual al trabajo efectuado para cargarlo. El efecto neto de cargar un capacitor es sacar la carga de una placa y agregarla a la otra.
dqCqVdqdU ==
CQ
dqCqdUU
QU 2
00 21
=== ∫∫
( ) 2
2
21
21 CV
CCV
U ==
QVVVQU
21
21 2 ==
1C
2C
a
c
b21
2
2
1
1
QQQ
CQ
CQ
CQ
eq
==
+=
21
111CCCeq
+=
)()( bccaba VVVVVV −+−=−
Se introduce un dieléctrico entre las placas de un condensador completamente cargado que está desconectado de su fuente de carga. El dieléctrico llena completamente el espacio entre las placas. El nuevo campo eléctrico comparado con el que había antes es:
a. Mayor
b. Igual
c. Menor
Condensador de Placas Paralelas con Dieléctrico
Condensador de Placas Paralelas con Dieléctrico
DIELÉTRICOTeflonPapelMicaBaqueliteCerâmica
CONSTANTE DIELÉTRICA
CO : capacitancia en el vacioC1 : capacitancia con dielétricoK
CCO
11=
Constantes Dieléctricas
Cuando se aplica una diferencia de potencial de 150V a las placas de un capacitor de placas paralelas, las placas tienen una densidad superficial de 30 nC/cm2. ¿Cuál es el espaciamiento entre las placas?.
d = 4.42mm
Un capacitor lleno de aire está compuesto de dos placas paralelas, cada una de un área de 7.60cm2, separadas por una distancia de 1.8mm. Si se aplica una diferencia de potencial de 20V a estas placas calcule:a) el campo eléctrico entre las mismas, b) la densidad de carga superficial, c) la capacitancia, y d) la carga sobre cada placa.
a) E = 11.121 mN/C
b) s = 98.42 nC/m2
c) C = 3.74 pF
d) Q = 74.8 pC
Dos capacitores cuando están conectados en paralelo producen una capacitancia equivalente a 9pF y una capacitancia equivalente de 2pF cuando se conectan en serie. ¿Cuál es la capacidad de cada capacitor?
Si C1 = 3pF entonces C2 = 6pFSi C1 = 6pF entonces C2 = 3pF
Dos dieléctricos diferentes llenan cada uno la mitad del espacio entre las placas de un condensador de placas paralelas, según lo mostrado en la figura . Determinar una fórmula para la capacitancia en términos de K1 , K2 , el área A de las placas , y la separación d.
Un condensador de placas paralelas de área A = 250 cm2 y separación d = 2.00 mm, se carga a una diferencia potencial V0 = 150 V. Luego la batería se desconecta y una hoja dieléctrica (K = 3.50) de la misma área pero de grueso l = 1.00 mm se coloca entre las placas . Determine:
(a) la capacitancia inicial del condensador lleno de aire ,
(b) la carga en cada placa antes de insertar el dieléctrico,
(c) el campo eléctrico en el espacio entre cada placa y el dieléctrico
(d) el campo eléctrico en el dieléctrico (e) la diferencia potencial entre las placas
después del dieléctrico se agrega (f) la capacitancia con el dieléctrico
Un capacitor esférico es construido de placas metálicas esféricas y concéntricas, de radios Rm y Rext respectivamente. El espacio entre las placas esta inicialmente lleno de aire. Una batería es conectada a las dos placas como se muestra, estableciéndose una diferencia de potencial ΔVbateria entre ellas. Como resultado, cargas iguales y de signos opuestos +Q y -Q aparecen sobre las placas.
a) Calcule la magnitud de la carga Q sobre las placas
b)Si el espacio entre las placas esféricas se llena con un material dieléctrico de constante dieléctrica k = 5, mientras se mantiene constante el voltaje de la batería, determine la magnitud de la carga Q sobre las placas.
0kCC =
( ) C..Q 77 10185100415 −− ×=×=
00
0
0 kQQVVVQk
VQ
=⇒==