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tuto 3

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nahum astorga

on 15 October 2012

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2T1 Capacitancia eléctrica Es un tipo de energía potencial (medida en julios) que resulta de la fuerza de Coulomb y está asociada a la configuración particular de un conjunto de cargas puntuales en un sistema definido. 2.1 ENERGIA POTENCIAL ELECTROSTATICA 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 (dieléctrico), 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. 2.2 CAPACITOR. Capacitancia . La capacitancia es la propiedad de un circuito eléctrico de oponerse al cambio en la magnitud de tensión a través del circuito. También capacitancia se refiere a la característica de un sistema que almacena carga eléctrica entre sus conductores y un dieléctrico, almacenando así una energía en forma de campo eléctrico. Este dispositivo se le denomina Capacitor y su símbolo eléctrico es: Capacitancia Se denomina dieléctrico al material mal conductor de electricidad, por lo que puede ser utilizado como aislante eléctrico, y además si es sometido a un campo eléctrico externo, puede establecerse en él un campo eléctrico interno, a diferencia de los materiales aislantes con los que suelen confundirse. Todos los materiales dieléctricos son aislantes pero no todos los materiales aislantes son dieléctricos. 2.4 Dieléctricos en campos eléctricos Un capacitor puede ser armado acoplando otros en serie y/o en paralelo. De esta manera se obtiene una capacidad total equivalente para el conjunto de capacitores que se puede calcular mediante expresiones simples. También es posible conocer las caídas de potencialy la carga almacenada en cada capacitor. 2.3 CAPACITORES EN SERIE Y EN PARALELO El dipolo eléctrico es un tipo de distribución de carga que se presenta frecuentemente
Un dipolo eléctrico está formado por dos cargas, una positiva +Q y otra negativa -Q del mismo valor, separadas una distancia d. 2.5 Momento dipolar eléctrico Un material dieléctrico (aislante) puede verse como un conjunto de muchas cargas eléctricas dipolares (de un lado positiva y del otro lado negativa). Si no existe estímulo externo, estas cargas están "desordenadas"; es decir, apuntan en diferentes direcciones y la carga neta total es igual a cero.

Cuando se aplica un campo eléctrico externo, (por ejemplo acercando el material a un objeto fuertemente cargado eléctricamente), la carga eléctrica en el material se POLARIZA, es decir se "ordenan" alineándose en la dirección del campo. Eso produce que la carga total del material sea distinta de cero, lo que le da la propiedad de atraer o repeler otros objetos.

En algunos materiales la POLARIZACIÓN es permanente y en otros sólo dura mientras estén cerca del campo que los está polarizando. 2.6 POLARIZACIÓN ELECTRICA Al campo electrostático asociado a una carga eléctrica puntual se asocia una energía potencial electrostática, que se define como el trabajo que hay que realizar para mover una carga desde una posición dentro del campo hasta el infinito.
La energía potencial electrostática se expresa como: En el Sistema Internacional de Unidades la capacitancia es el farad (F), y es definido por el volt (V) y el coulomb (C), que a su vez está definido por el segundo (s ) y el ampere (A). El acoplamiento en paralelo de los capacitores se realiza conectándolos a todos a los mismos dos bornes. La capacidad total (o equivalente) en paralelo se calcula sumando las capacidades de cada uno de los capacitores. Capacidad total en serie
La capacidad total (o equivalente) en serie se calcula sumando las inversas de cada una de las capacidades y calculando la inversa del resultado. Tensión de capacitores en serie
La suma de las caídas de tensión de cada capacitor da como resultado la tensión total aplicada entre los bornes A y B. -- Capacidad total en paralelo
La capacidad total (o equivalente) en paralelo se calcula sumando las capacidades de cada uno de los capacitores. Tensión de capacitores en paralelo
Al estar unidos todos los capacitores por un mismo conductor, se encuentran todos a la misma diferencia de potencial (la de la tensión aplicada) por lo tanto la tensión de cada uno es igual a la de otro e igual a la total. Normalmente un dieléctrico se vuelve conductor cuando se sobrepasa el campo de ruptura del dieléctrico. Esta tensión máxima se denomina rigidez dieléctrica. Es decir, si aumentamos mucho el campo eléctrico que pasa por el dieléctrico convertiremos dicho material en un conductor. Los dieléctricos se utilizan en la fabricación de condensadores, para que las cargas reaccionen El potencial se expresa en función de r y El potencial en el punto P distante r1 de la carga –Q y r2 de la carga +Q es Es una espira circular con dos cargas iguales y de signos contrarios situadas diametralmente opuestas en la circunferencia. Las dos cargas giran conjuntamente, en la circunferencia a la misma velocidad, manteniendo su distancia constante. MOMENTO DIPOLAR ELECTRICO El momento dipolar electrico se define como donde es el vector que va de la carga + a la -. Luego el momento dipolar electrico ya esta calculado, pues conocemos el radio de la circunferencia luego conocemos s. Lo único es que como gira, hay que aplicar una rotación al vector s y quedaría calculado.
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