Física - Colegio Bellas Artes.

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
5to AÑO SECCIÓN: A-B ______
U.E.“COLEGIO BELLAS ARTES”
MARACAIBO:_____________ NOMBRES:__________________________________.
Número de lista: ___________.
Material para resumir con ejercicios para ser
resueltos
Condensador eléctrico
Un condensador (en inglés, capacitor,1 2 nombre por el cual se le conoce
frecuentemente en el ámbito de la electrónica y otras ramas de la física
aplicada), es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz
de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un
par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en
situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico
que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o
por el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren
una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra,
siendo nula la variación de carga total.
Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga
ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente; al ser
introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento "capaz"
de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la
misma energía que cede después durante el periodo de descarga.
Condensador
Varios tipos de condensadores
Tipo
Pasivo
Principio de
Capacidad eléctrica
funcionamiento
Fecha de
Ewald Georg von Kleist(1745)
invención
Primera
producción
Aproximadamente por 1900
Símbolo electrónico
La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de
potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la
llamada capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se
mide en Faradios (F), siendo 1faradio la capacidad de un condensador en el
que, sometidas sus armaduras a una d.d.p. de 1 voltio, estas adquieren una
carga eléctrica de 1 culombio.
La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los
condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en
micro- µF = 10-6, nano- nF = 10-9 o pico- pF = 10-12 -faradios. Los
condensadores obtenidos a partir desupercondensadores (EDLC) son la
excepción. Están hechos de carbón activado para conseguir una gran área
relativa y tienen una separación molecular entre las "placas". Así se consiguen
capacidades del orden de cientos o miles de faradios. Uno de estos
condensadores se incorpora en el reloj Kinetic de Seiko, con una capacidad de
1/3 de Faradio, haciendo innecesaria la pila. También se está utilizando en los
prototipos de automóviles eléctricos.
El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente
fórmula:
en donde:
: Capacitancia o capacidad
: Carga eléctrica almacenada en la placa 1.
: Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2.
Nótese que en la definición de capacidad es indiferente que se
considere la carga de la placa positiva o la de la negativa, ya que
aunque por convenio se suele considerar la carga de la placa
positiva.
En cuanto al aspecto constructivo, tanto la forma de las
placas o armaduras como la naturaleza del material
dieléctrico son sumamente variables. Existen condensadores
formados por placas, usualmente de aluminio, separadas
por aire, materiales cerámicos,mica, poliéster, papel o por
una capa de óxido de aluminio obtenido por medio de la
electrólisis.
q
C = ___
V
La capacidad (C ): se mide en
Coul__
= Farad(F)
Voltio
Condensadores de láminas paralelas o
condensadores planos
C = εo. S
d
PREGUNTAS
1)Se carga un condensador plano bajo una cierta diferencia de potencial y
después se desconecta de la fuente. Si ahora se separan las placas:
a) La carga del condensador se modifica.
b) La diferencia de potencial entre las armaduras disminuye.
c) La capacidad aumenta.
d) La energía electrostática almacenada aumenta.
2) ¿Cómo varía la capacidad de un condensador plano de armaduras
rectangulares si se desplaza una de ellas en su propio plano?
a) Aumenta
b) Disminuye.
c) Permanece constante.
d) Es cero mientras se mueve.
3) Tres condensadores iguales de la misma capacidad se combinan como se
indica en las figuras. Si se aplica el mismo voltaje a cada una de las
combinaciones, ¿cuál acumula más energía?
4) Un condensador de aire de placas paralelas se conecta a una batería. Se
carga y se separa de la fuente. ¿Cómo se modifica la energía almacenada si
la separación entre placas se aumenta el triple?
a) Se triplica.
b) Se divide por 3.
c) Se divide por 9.
d) Se mantiene constante.
6) Si el voltaje aplicado a un condensador aumenta, entonces la capacidad:
a) Aumenta siempre.
b) Disminuye.
c) No se modifica.
d) Aumenta sólo si el condensador es esférico.
7) Un condensador se conecta a una batería. Luego se introduce un
dieléctrico entre las placas; entonces cambia:
a) Sólo la capacidad.
b) La carga y el voltaje.
c) La capacidad y el voltaje
d) La capacidad y la carga.
8) Un condensador de aire y de placas paralelas tiene una carga Q. Una vez
separado de la fuente, se introduce una lámina de material aislante (εr=2)
entre las placas del condensador. ¿Qué le sucede a la energía almacenada?
a) Permanece inalterada.
b) Se divide por 2.
c) Se multiplica por 2.
d) Se divide por 4.
PROBLEMAS
1.-Dos condensadores C1 = 4µF y C2 = 6µF están cargados y con voltajes V1=
15v y V2 =12v, respectivamente. Dos de las placas de los condensadores
están conectadas con polaridad opuestas y los alambres de las otras placas
están libres. A continuación, desde arriba cae un condensador descar=gado
de, C3= 3µF sobre los terminales libres.
a.- Calcule las cargas finales de los tres condensadores.
b.- Calcule el voltaje final en cada condensador.
c.- ¿Cuánta carga paso por el punto P del circuito?