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