jueves, 7 de abril de 2011

ACTIVIDAD 7 Capacitancia, carga y diferencia de potencial

Capacitor
Se llama capacitor a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El capacitor está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios.
         En su forma más sencilla, un capacitor está formado por dos placas metálicas o armaduras paralelas, de la misma superficie y encaradas, separadas por una lámina no conductora o dieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa. Por su parte, teniendo una de las placas cargada negativamente (Q-) y la otra positivamente (Q+) sus cargas son iguales y la carga neta del sistema es 0, sin embargo, se dice que el capacitor se encuentra cargado con una carga Q.
         Los capacitores pueden conducir corriente continua durante sólo un instante (por lo cual podemos decir que los capacitores, para las señales continuas, es como un cortocircuito), aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Es por esta propiedad lo convierte en dispositivos muy útiles cuando se debe impedir que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito eléctrico, pero si queremos que pase la alterna.
         Además son utilizados en: Ventiladores, motores de Aire Acondicionado, en Iluminación, Refrigeración, Compresores, Bombas de Agua y Motores de Corriente Alterna.



La capacidad o capacitancia eléctrica
Es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacitancia también es una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para un potencial eléctrico dado. El dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el capacitor. La relación entre la diferencia de potencial (o tensión) existente entre las placas del capacitor y la carga eléctrica almacenada en éste.


La tensión eléctrica o diferencia de potencial 
Es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se puede definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas. Se puede medir con un voltímetro.
También es denominada como voltaje cuando se expresa en voltios (V), que es la unidad del Sistema Internacional de Unidades para esta magnitud y para el potencial eléctrico.
La tensión es independiente del camino recorrido por la carga y depende exclusivamente del potencial eléctrico de los puntos A y B en el campo eléctrico, que es un campo conservativo.


La carga eléctrica 
Es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos siendo, a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico origina una de las cuatro interacciones fundamentales: la interacción electromagnética.


Interacciones entre cargas de igual y distinta naturaleza.


Conclusiones:
  • Al aumentar el tamaño de las placas mayor es el valor de la Capacitancia.
Ejemplo: Área de la placa: 100 mm²
              Capacitancia: 0,89 x 10³F
             
              Área de la placa: 400 mm²
              Capacitancia: 3,54 x 10³F

  • La Capacitancia es directamente proporcional al área de las placas y a la constante dieléctrica del material utilizado. Es por ello que si el área de las placas aumenta mayor será la Capacitancia; por el contrario, si se separan las placas disminuye la Capacitancia.

  • Colocando diferentes materiales de dieléctrico y modificando su distancia y área se produce un aumento de capacitancia, diferencia de potencial y carga, pero este aumento va a depender a las características de cada material.

  • Mientras más amplio sea el área de las placas mayor será la energía almacenada en ellas.

  • La diferencia de potencial se mantiene constante sin importar el tamaño de las placas.
  
Fuente:
http://phet.colorado.edu/en/simulation/capacitor-lab

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