Page 546 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

La capacitancia de un condensador de placas paralelas
Resumen depende del área superficial A de cada placa, de la sepa­
El almacenamiento de cargas eléctricas es un proceso nece­ ración entre las placas, d, y de la permitividad o constante
sario cuando se requiere suministrar grandes cantidades de dieléctrica. La ecuación general es
energía eléctrica para satisfacer la demanda de un mundo in­
dustrial moderno. En este capítulo estudiamos los principios A
básicos que determinan la cantidad de carga que es posible al­ C = Ke o Capacitancia
macenar en los condensadores. Hemos analizado la inserción
de condensadores en los circuitos eléctricos y los factores que
afectan la distribución de la carga en esos circuitos. A conti­ Para un vacío, K = 1 en la relación anterior.
nuación se resumen los conceptos fundamentales. Los condensadores se pueden conectar en serie, como se
° La capacitancia es la razón de la carga Q al potencial V muestra en la figura 26.11, o en paralelo, como en la figu­
para un conductor concreto. En el caso de dos placas con ra 26.12.
cargas opuestas, la O se refiere a la carga en cada placa y a. Para conexiones en serie, la carga de cada condensador
la V a la diferencia de potencial entre ellas. es igual que la carga total, la diferencia de potencial a
través de la batería es igual a la suma de las caídas de
C = 1 farad (F) 1 coulomb (C) voltaje en cada condensador, y la capacitancia neta se
1 volt (V)
halla mediante
Capacitancia
Q t = Q i = Q i ~ Q í
La rigidez dieléctrica es el valor de E para el cual un ma­
terial específico deja de ser aislador y se convierte en con­ vT= v¡ + v2 + y3
ductor. En el caso del aire, dicho valor es
Conexiones
kQ
*
E = - f = 3 X 106 N/C c. ~C\ C~2 C3 en serie
r
Rigidez dieléctrica del aire
b. En conexiones en paralelo, la carga total es igual a la
En un condensador de placas paralelas, el material que se suma de las cargas a través de cada condensador, la caí­
encuentra entre las placas se conoce como dieléctrico. La da de voltaje a través de cada condensador es igual que
inserción de dicho material produce un efecto en el campo la caída correspondiente a través de la batería, y la capa­
eléctrico y el potencial entre las placas. Por tanto, su pre­ citancia efectiva es igual a la suma de las capacitancias
sencia cambia la capacitancia. La constante dieléctrica K individuales
para un material en particular es la razón de la capacitancia
con el dieléctrico C a la capacitancia para un vacío CQ. Qt ~ Q\ + Q2 + Q¡

E0
Vb
K C_ K= — K= — 1! ll z?
Q V E
Constante dieléctrica Conexiones
en paralelo
c = Ci + C2 + C3
La permitividad de un dieléctrico es mayor que la per­
mitividad de un vacío por un factor igual a la constante La energía potencial almacenada en un condensador car­
dieléctrica. Por esta razón, K se conoce a veces como la gado se determina mediante cualquiera de las relaciones
permitividad relativa. siguientes:

€
K = — m y
6o 0

Cuando C se expresa en farads, V en volts y Q en coulom-
en = 8.85 X 10“ 1 2 C7N • m2
bs, la energía potencial estará expresada en joules.

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