ensayo sobre la capacitancia, Apuntes de Física Avanzada

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POLITECNICO DE LA COSTA

FISICA ELECTRICA

PROFESOR: HAROLD CAMARGO

PRESENTADO POR: FRANCISCO GAMARRA

SUGENIS GUERRERO

ENSAYO DE CAPACITANCIA

LA CAPACITANCIA

Se puede definir como la capacidad de un componente eléctrico para almacenar energía y siempre se da en valores positivos. Otra acepción la define también, como la razón entre la magnitud de la carga (Q) en cualquiera de los conductores y la magnitud de la diferencia de potencial entre ellos (V). Para mejor comprensión, seria carga eléctrica de cada conductor y la diferencia de potencial (es decir, tensión) entre ellos. Es preciso decir que el valor de medición de un capacitor se registra en faradios llamado así en honor al físico inglés Michael Faraday (1791-1867). El capacitor es un componente que almacena energía en un campo electrostático. Los capacitores están construidos con dos placas de material conductor ubicado entre el aislador de cerámica, película, vidrio u otros materiales, incluso aire. El aislante también se conoce como un dieléctrico y aumenta la capacidad de carga de un capacitor. Y están conectadas a dos terminales externos que a veces son largos y finos, y se asemejan a diminutas antenas o patas metálicas. Estos terminales mencionados con anterioridad se pueden conectar a un circuito. En los circuitos eléctricos, los capacitores se usan con frecuencia para bloquear la corriente continua (CC), a la vez que permiten el flujo de la corriente alterna (CA). Por esto, se han diseñado multímetros digitales que ofrecen una función para medir la capacitancia, entonces los técnicos pueden: a) Identificar un capacitor sin referencia b) Detectar capacitores abiertos o en cortocircuito c) Medir directamente los capacitores y mostrar su valor. Todo lo anterior se puede realizar con una herramienta llamada multímetro El uso de los capacitores en la industria En el caso de los filtros de alimentadores de corriente se usan para almacenar la carga, y moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada.

1. También son muy usados en los circuitos que deben conducir corriente alterna, pero no corriente continua
2. Los condensadores electrolíticos pueden tener mucha capacitancia, permitiendo la construcción de filtros de muy baja frecuencia.

ncia de energía, hacer más eficiente la carga de energía eléctrica, permitiendo el aislamiento de los sistemas UPS para el funcionamiento de sistemas eléctricos.  Sistemas de transferencia de potencia En el área de energía las propiedades de los supercondensadores son de gran importancia para la transferencia de energía. Los sistemas STATCOM (Compensadores Estáticos) son dispositivos de la familia de los sistemas de transmisión de corriente flexible alternante (FACTS), y se utiliza para el control de los picos de tensión en sistemas eléctricos. Cuando se conectan con sistemas de transferencia de potencia a elementos STATCOM, se produce una gran inductancia que produce un incremento en la corriente y picos de tensión, por lo que es necesario tener condensadores de gran capacitancia para compensar este fenómeno. Su uso permite mantener una corriente constante y menores picos de tensión para facilitar la transmisión de la energía eléctrica. Los supercondensadores prometen llenar la brecha entre los condensadores y baterías. CAPACITANCIA “UNA BREVE MIRADA” Primero hagamos un breve resumen de quien fue Michael Faraday. Este nació el 22 de septiembre de 1791 en newington y murió en Londres el 25 de agostos de 1867. Fue un físico y químico británico que estudio el electromagnetismo y la electroquímica sus principales descubriendo incluyen la inducción electromagnética y diamagnetismo y la electrolisis. Ahora definamos que la capacitancia es la razón entre la magnitud de la carga de cualquiera de los conductores y la magnitud de la diferencia de potencial entre ellos. La capacitancia siempre es una cantidad positiva y puesto que de potencial aumenta a medida a medida que la carga almacenadas incrementa la proporción Q/ V es constante para un capacitor dado en consecuencia de un dispositivo es una medida de su capacidad para almacenar carga potencial eléctrica la capacitancia tiene la unidad de del SI coulomb por volt. La unidad de capacitancia de SI es el farad (F), en honor a Michael Faraday. Algunos términos inmersos los definimos, primero que nada, un capacitor consiste de dos conductores a y b placas. Se supone que están completamente aislados y que se encuentra en el vacío. Se dice que un capacitor está cargado si sus placas tienen cargas iguales y opuestas, +q y –q, Cuando se mencione a la carga, q, de un capacitor se considera a la magnitud de la carga de cualquiera de las placas. Un capacitor puede adquirir carga eléctrica si se conecta a las terminales de una batería. Puesto que las palcas son conductoras, entonces son equipotencial y la diferencia de potencial a través de las placas será la misma que la de la bacteria.

Por conveniencia, a la magnitud de la diferencia de potencial entre las placas se le llama V. El primer capacitor de la historia lo inventaron simultáneamente dos físicos en el mismo año 1745 en dos países diferen0tes : el sr pieter van musschenbroek, de nacionalidad holandesa, en la universidad de leide, situada muy cerca de amsterdam y ewald Georg von kleist, en Alemania. En un principio el primitivo capacitor se componían de una botella de vidrio llena de agua y una tapa atravesada por un clavo en contacto con en el agua. Por ese motivo se le denomino botella de Leyden, en alusión a la universidad donde Se creó en 1747 john bevis, físico y astrónomo inglés, elimino el agua y revistió la botella con dos capas de papel de aluminio una interna y otra Ahora bien la capacitancias dependerá de si el circuito es en serie o en paralelo como lo vimos en los experimentos virtuales estos resultados varían, pero se acogen a los cálculos teóricos por medio de la formulas lo que prueba la veracidad de las formulas, y hondando un poco en lo que es la historia veremos más de cerca como fue el procesos para llegar a las fórmulas que hasta hoy día son reconocida en ámbito de la física. El primer capacitor de la historia lo inventaron simultáneamente dos físicos en el años 1745 en dos países diferentes: pieter van musschenbroek, de nacionalidad holandesa, en la universidad de leide, situada muy cerca de la ciudad de amsterdam y ewald Georg von klesit, en Alemania, en un principio el primitivo capacitor se compañía de una botella de vidrio llena de agua y una tapa atravesada por un clavo en contacto en el agua. Por ese motivo se le denomino botella de Leyden, en alusión a la universidad donde se creo. En 1747 john bevis físico y astrónomo inglés, elimino e agua y revistió la botella con dos capas de papel de aluminio, una interna y otra externa. Ambas capaz quedaban separadas de forma equidistante por el propio vidrio de la botella que a su vez hacia función de aislante. Para concluir, la capacitancia es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacidad es también una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para una diferencia de potencial eléctrico dada El dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el condensador.