lunes, 25 de abril de 2016

capacitancia y unidades de medida

CAPACITANCIA
En electromagnetismo y electrónica, la capacidad eléctrica, que es también conocida como 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. La relación entre la diferencia de potencial (o tensión) existente entre las placas del condensador y la carga eléctrica almacenada en éste, se describe mediante la siguiente expresión matemática:
{C} = {Q \over V}
Q es la carga electrica almacenada, en CULOMBIOS.
Dos o más condensadores se dice que están en serie cuando cada una de ellos se sitúa a continuación del anterior a lo largo del hilo conductor de un circuito.
Los condensadores en serie pueden ser sustituidos por un único condensador en el que el inverso de su capacidad es la suma de las inversas de sus capacidades.
Una asociación en serie de n condensadores C1, C2, ..., CN es equivalente a sustituirlos por un único condensador en el que se cumple que su capacidad C es:
1C=1C1+1C2+...+1CN

Demostración

Si aplicamos la expresión de la capacidad de un condensador a cada uno de los condesadores de la figura izquierda obtenemos que:
VA−VB=QC1    ⋮    VB−VC=QC2    ⋮    VC−VD=QC3

Sumando miembro a miembro:
VA−VD=Q⋅(1C1+1C2+1C3)

Por tanto podemos suponer que la asociación en serie se comporta como un único condensador C, de tal forma que:



1C=1C1+1C2+1C3
Cuando dos o más condensadores se encuentran en paralelo, comparten sus extremos tal y como se muestra en la siguiente figura:
Cuando los condensadores se encuentran en paralelo, comparten sus extremos tal y como se ve en la figura. La estructura de la izquierda puede ser sustituida por la de la derecha en la que solo se encuentra un único condensador cuya capacidad es la suma de las capacidades de los condensadores de la figura izquierda.
Una asociación en paralelo de n condensadores C1, C2, ..., CN es equivalente a sustituirlos por un único condensador en el que se cumple que su capacidad C es:
C=C1+C2+...+CN

Demostración

Si observas la figura cada condensador dispondrá de su propia carga Q1, Q2 y Q3, esto provoca que entre VA y VB exista una carga total Q=Q1+Q2+Q3. Teniendo en cuenta esto último se cumple que:
Q=Q1+Q2+Q3 ⇒ Q=C1⋅V+C2⋅V+C3⋅V ⇒Q=V⋅(C1+C2+C3)

Por tanto, podemos suponer que la asociación en paralelo se comporta como un único condensador C, de tal forma que:
C=C1+C2+C3

Ejemplo
Teniendo en cuenta la asociación de condensadores de la figura:
V voltaje o diferencia  de potencial decondensadores en serie y paralelo 
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 1 faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a unad.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 de supercondensadores (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 deautomóviles eléctricos.
El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente fórmula:
C=\frac{Q_1}{V_1-V_2} = \frac{Q_2}{V_2-V_1}
en donde:
C: Capacitancia o capacidad
Q_1: Carga eléctrica almacenada en la placa 1.
V_1-V_2: 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
Q_2 = C(V_2-V_1) = -C(V_1-V_2) = -Q_1\,
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.

W ENERGIA DEL CONDENSADOR MEDIDA EN JOULS

Cuando aumenta la diferencia de potencial entre sus terminales, el condensador almacena carga eléctrica debido a la presencia de un campo eléctrico en su interior; cuando esta disminuye, el condensador devuelve dicha carga al circuito. Matemáticamente se puede obtener que la energía \mathcal{E}, almacenada por un condensador con capacidad C, que es conectado a una diferencia de potencial V_1-V_2, viene dada por:
Fórmula para cualesquiera valores de tensión inicial y tensión final:
\mathcal{E} =\int_{q_1}^{q_2} V\mathrm{d}q =\int_{q_1}^{q_2} \frac{Q}{C}\mathrm{d}q= \frac{Q^2}{2C} = \frac{1}{2C}((CV_2)^2-(CV_1)^2) = \frac{1}{2}C(V_2^2-V_1^2)
Donde
q_1 es la carga inicial.
q_2 es la carga final.
V_1 es la tensión inicial.
V_2 es la tensión final.
Este hecho es aprovechado para la fabricación de memorias, en las que se aprovecha la capacidad que aparece entre la puerta y el canal de los transistores MOS para ahorrar componentes.

Carga y descarga

Véase también: Circuito RC
Al conectar un condensador en serie con una resistencia, a una fuente de tensión eléctrica (o comúnmente, fuente de alimentación), la corriente empieza a circular por ambos. El condensador va acumulando carga entre sus placas. Cuando el condensador se encuentra totalmente cargado, deja de circular corriente por el circuito. Si se quita la fuente y se coloca el condensador y la resistencia en paralelo, las cargas empiezan a fluir de una de las placas del condensador a la otra a través de la resistencia, hasta que la carga o energía almacenada en el condensador es nula. En este caso, la corriente circulará en sentido contrario al que circulaba mientras el condensador se estaba cargando.
Carga
V(t)=V_f(1-e^{-\frac{t}{RC}})
I(t)=\frac{V_f}{R}(e^{-\frac{t}{RC}})
Descarga
V(t)=V_i\,e^{-\frac{t}{RC}}
I(t)=-\frac{V_i}{R}(e^{-\frac{t}{RC}})
Donde:
V(t) es la tensión en el condensador.
Vi es la tensión o diferencia de potencial eléctrico inicial (t=0) entre las placas del condensador.
Vf es la tensión o diferencia de potencial eléctrico final (a régimen estacionario t>=4RC) entre las placas del condensador.
I(t) la intensidad de corriente que circula por el circuito.
RC es la capacitancia del condensador en faradios multiplicada por la resistencia del circuito en ohmios, llamada constante de tiempo.

  BIOGRAFIA DE MICHAEL FARADAY
(Newington, Gran Bretaña, 1791-Londres, 1867) Científico británico. Uno de los físicos más destacados del siglo XIX, nació en el seno de una familia humilde y recibió una educación básica. A temprana edad tuvo que empezar a trabajar, primero como repartidor de periódicos, y a los catorce años en una librería, donde tuvo la oportunidad de leer algunos artículos científicos que lo impulsaron a realizar sus primeros experimentos.

Michael Faraday
Tras asistir a algunas conferencias sobre química impartidas por sir Humphry Davy en la Royal Institution, Faraday le pidió que lo aceptara como asistente en su laboratorio. Cuando uno de sus ayudantes dejó el puesto, Davy se lo ofreció a Faraday. Pronto se destacó en el campo de la química, con descubrimientos como el benceno y las primeras reacciones de sustitución orgánica conocidas, en las que obtuvo compuestos clorados de cadena carbonada a partir de etileno.
En esa época, el científico danés Hans Christian Oersted descubrió los campos magnéticos generados por corrientes eléctricas. Basándose en estos experimentos, Faraday logró desarrollar el primer motor eléctrico conocido. En 1831 colaboró con Charles Wheatstone e investigó sobre fenómenos de inducción electromagnética. Observó que un imán en movimiento a través de una bobina induce en ella una corriente eléctrica, lo cual le permitió describir matemáticamente la ley que rige la producción de electricidad por un imán.
Realizó además varios experimentos electroquímicos que le permitieron relacionar de forma directa materia con electricidad. Tras observar cómo se depositan las sales presentes en una cuba electrolítica al pasar una corriente eléctrica a su través, determinó que la cantidad de sustancia depositada es directamente proporcional a la cantidad de corriente circulante, y que, para una cantidad de corriente dada, los distintos pesos de sustancias depositadas están relacionados con sus respectivos equivalentes químicos.
Posteriores aportaciones que resultaron definitivas para el desarrollo de la física, como es el caso de la teoría del campo electromagnético introducida por James Clerk Maxwell, se fundamentaron en la labor pionera que había llevado a cabo Michael Faraday.
CALCULO DE CONDENSADORES DE PLACAS PARALELAS , TENIENDO EN CUENTA EL AREA DE LAS PLACAS 

OJALA LES SIRVA DE ALGO LA INFORMACION , PROYECTO DE SEGUNDO PERIODO
 CAPACITANCIA ADIOS 
BIBLIOGRAFIA : https://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_el%C3%A9ctrica










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