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CAPACITANCIA

Pérez Albarran Carlos Israel Spanish

CAPACITANCIA

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CAPACITANCIA

5-CAPACITANCIA
- POTENCIAL DE RUPTURA
  - RIGIDEZ DIELÉCTRICA
    - 2-POLARIZACIÓN DE UN DIELÉCTRICO
      - 1-DIELÉCTRICO
        QUE ES
        SE DENOMINA DIELÉCTRICO AL MATERIAL MAL CONDUCTOR DE ELECTRICIDAD, POR LO QUE PUEDE SER UTILIZADO COMO AISLANTE ELÉCTRICO.
        TODOS LOS MATERIALES DIELÉCTRICOS SON AISLANTES, PERO NO TODOS LOS MATERIALES AISLANTES SON DIELÉCTRICOS
        TIPOS
        DIELÉCTRICOS SOLIDOS
        LOS DIELÉCTRICOS SOLIDOS SON LOS DIELÉCTRICOS MÁS DE USO GENERAL DE LA INGENIERÍA ELÉCTRICA Y MUCHOS SOLIDOS SON AISLANTES MUY BUENOS. EJEMPLOS: • PORCELANA • CRISTAL • PAPEL • GOMA
        DIELECTRICOS GASEOSOS
        POR SU NATURALEZA EL AIRE, NITRÓGENO Y HEXAFLUORURO DEL SULFURO SON LOS TRES DIELÉCTRICOS GASEOSOS MÁS DE USO GENERAL. ESTOS GASES AISLANTES TRANSFORMADORES SON GENERALMENTE DE CONSTRUCCIÓN SELLADA
        DIELÉCTRICOS LÍQUIDOS
        LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS DIELÉCTRICOS LÍQUIDOS COMO EL PESO ESPECÍFICO, CONDUCTIVIDAD TÉRMICA, VISCOSIDAD DEPENDEN DE SU NATURALEZA, ES DECIR, ADEMÁS ESTAR LIGADA A FACTORES EXTERNOS COMO LA HUMEDAD, GENERALMENTE REDUCEN SU VALOR, DEGRADANDO LA CARACTERÍSTICA IMPORTANTE.
      - QUE ES
        SI UN MATERIAL CONTIENE MOLÉCULAS POLARES, ESTARÁN NORMALMENTE EN UNA ORIENTACIÓN ALEATORIA CUANDO NO TIENE UN CAMPO ELÉCTRICO APLICADO. SI SE APLICA UN CAMPO ELÉCTRICO, POLARIZARÁ AL MATERIAL, ORIENTANDO LOS MOMENTOS DE DIPOLOS DE LAS MOLÉCULAS POLARES.
        LA PRESENCIA DEL DIELÉCTRICO DISMINUYE EL CAMPO ELÉCTRICO PRODUCIDO POR UNA DETERMINADA DENSIDAD DE CARGA.
        FORMULA
        -E=CAMPO ELECTRICO (N/C) -E-E=POLARIZACIÓN - σ=DENSIDAD SUPERFICIAL -K=CONSTANTE DE PROPORCIONALIDAD DEFINIDA COMO 9X109 Nm2/c2 -Eo=PERMITIVILIDAD DE VACIO 8.85X10-12C2/Nm2
        EL FACTOR K POR EL QUE EL CAMPO ELÉCTRICO DISMINUYE POR LA POLARIZACIÓN DEL DIELÉCTRICO SE LLAMA CONSTANTE DIELÉCTRICA DEL MATERIAL.
    - QUE ES
      - LA RIGIDEZ DIELÉCTRICA O RIGIDEZ ELECTROSTÁTICA ES VALOR LÍMITE DE LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO EN EL CUAL UN MATERIAL PIERDE SU PROPIEDAD AISLADORA Y PASA A SER CONDUCTOR.
        LA RIGIDEZ DIELÉCTRICA SE MIDE EN VOLTIOS POR METRO V/M (EN EL SI). TAMBIÉN LA DEFINIMOS COMO LA MÁXIMA TENSIÓN QUE PUEDE SOPORTAR UN AISLANTE SIN PERFORARSE. A ESTA TENSIÓN SE LA DENOMINA TENSIÓN DE ROTURA DE UN DIELÉCTRICO.
        EL VALOR LÍMITE DE LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO EN EL CUAL UN MATERIAL PIERDE SU PROPIEDAD AISLADORA, SE LLAMA RIGIDEZ DIELÉCTRICA DEL MATERIAL.
  - QUE ES
    - ES UN FENÓMENO QUE TIENE LUGAR EN UN DIELÉCTRICO (MATERIAL AISLANTE), COMO SABEMOS, UN CAMPO ELÉCTRICO DA LUGAR A PEQUEÑOS DESPLAZAMIENTOS DE LAS CARGAS LIGADAS EN LAS MOLÉCULAS DEL DIELÉCTRICO
      - LA MEDIDA DEL POTENCIAL DE RUPTURA SUELE HACERSE MEDIANTE LA APLICACIÓN SOBRE LA MUESTRA DE TENSIONES CRECIENTES EN FORMA DE ESCALON CON UNA DURACION DETERMINADA A MEDIDA QUE AURMENTA LA TERSIÓN AUMENTAN LAS INESTABILIDADES DE LA CORRIENTE
        ). EL POTENCIAL DE RUPTURA DETERMINA LA MÁXIMA CARGA QMAX QUE SE PUEDE ALMACENAR EN LAS PLACAS DEL CONDENSADOR.
        FORMULA
        Qmax=CVr
        Qmax=CARGA MAXIMA C=CAPACIDADE DEL CONDENSADOR Vr=POTENCIAL DE RUPTURA
- QUE ES
  - LA CAPACITANCIA ES LA CAPACIDAD DE UN COMPONENTE O CIRCUITO PARA RECOGER Y ALMACENAR ENERGÍA EN FORMA DE CARGA ELÉCTRICA.
    - EL AISLANTE TAMBIÉN SE CONOCE COMO UN DIELÉCTRICO Y AUMENTA LA CAPACIDAD DE CARGA DE UN CAPACITOR. A VECES, LOS CAPACITORES SE LLAMAN CONDENSADORES EN LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ, MARINA Y AERONÁUTICA.
      - LOS CAPACITORES Y LAS BATERÍAS ALMACENAN ENERGÍA. MIENTRAS QUE LAS BATERÍAS LIBERAN ENERGÍA POCO A POCO, LOS CAPACITORES LA DESCARGAN RÁPIDAMENTE.
        EJEMPLO
        UN CAPACITOR CONECTADO A LA UNIDAD DE FLASH DE UNA CÁMARA DIGITAL RECOGE ENERGÍA DE LA BATERÍA DE LA CÁMARA, LUEGO LA LIBERA EN UNA EXPLOSIÓN CUANDO SE ACTIVA EL OBTURADOR. SEGÚN SU TAMAÑO, EL CAPACITADOR PUEDE NECESITAR UNO O DOS SEGUNDOS PARA RECOLECTAR BASTANTE ENERGÍA PARA OTRO FLASH.
6-CAPACITOR
- QUE ES
  - UN CAPACITOR O TAMBIÉN CONOCIDO COMO CONDENSADOR ES UN DISPOSITIVO CAPAZ DE ALMACENAR ENERGÍA A TRAVÉS DE CAMPOS ELÉCTRICOS (UNO POSITIVO Y UNO NEGATIVO). ESTE SE CLASIFICA DENTRO DE LOS COMPONENTES PASIVOS YA QUE NO TIENE LA CAPACIDAD DE AMPLIFICAR O CORTAR EL FLUJO ELÉCTRICO.
    - PARTES DE UN CAPACITOR
      - • PLACAS METÁLICAS: ESTAS PLACAS SE ENCARGAN DE ALMACENAR LAS CARGAS ELÉCTRICAS. • DIALÉCTICO O AISLANTE: SIRVE PARA EVITAR EL CONTACTO ENTRE LAS DOS PLACAS. • CARCASA DE PLÁSTICO: CUBRE LAS PARTES INTERNAS DEL CAPACITOR.
        ¿Cómo funciona un capacitor?
        En su estado natural cada una de las placas internas tiene el mismo numero de electrones. Cuando conectamos una fuente de voltaje una de las placas pierde electrones (siendo esta la terminal positiva), mientras que la otra los gana ( terminal negativa)
- 7- TIPOS DE CAPACITORES
  - CONCEPTO
    - Existen diferentes tipos de capacitores ya sea por su tipo de material, por su construcción, su funcionamiento, etc. En esta ocasión los clasificaremos de una forma más general.
      - TIPOS
        Electrolíticos
        A pesar de que existen capacitores electrolíticos no polarizados no son tan comunes como los polarizados, esto se debe a que se utilizan en corriente directa donde siempre se tiene un polo negativo y uno positivo. Este tipo de capacitores tienen una vida útil predefinida y aun que no se utilicen se deterioran con el tiempo.
        Cerámicos
        Algunas de sus características principales son: que no tiene polaridad, que tienen un código impreso en una de sus caras, de los cuales los primeros dos números indican el valor y el tercer numero es el numero de ceros que se le agrega, ” el valor siempre viene codificado en pico faradios”.
        De película
        El material utilizado para este capacitor es el plástico, son no polarizados y tienen un capacidad de autoreparación, se utilizan principalmente en aplicaciones de audio.
        De mica
        Se utilizan cuando se requiere una gran estabilidad, ya sea por temperatura o por tiempo, también cuándo se tiene una carga eléctrica alta.
        De doble capa eléctrica o super capacitores
        Estos capacitores son como los electrolíticos pero almacenan miles de veces más la energía, los convencionales por los regular están en el orden de los micro-faradios y estos super-capacitores pueden llegar al orden de los 3,000 faradios.
        Variables
        Estos capacitores tienen la ventaja de poder variar su valor dentro de los rangos establecidos por la fabricación. Esto se logra gracias al deslizamiento de las placas conductoras.
  - 8- ENERGÍA ALMACENADA EN UN CAPACITOR
    - CONCEPTO
      - UN CAPACITOR ALMACENA ENERGÍA EN EL CAMPO ELÉCTRICO QUE APARECE ENTRE LAS PLACAS CUANDO SE CARGA. LA ENERGÍA ALMACENADA PUEDE CALCULARSE A TRAVÉS DE LAS SIGUIENTES EXPRESIONES:
        FORMULAS
        DONDE
        Wc = ENERGÍA [J] V = TENSIÓN [V] Q = CARGA [C] C = CAPACIDAD [F]
    - 9- CAPACITOR EQUIVALENTE
      - DEFINICIÓN
        CUANDO EN UN CIRCUITO HAY VARIOS CONDENSADORES CONECTADOS, MUCHAS VECES ES INTERESANTE ENCONTRAR UN CONDENSADOR QUE CONECTADO EN EL LUGAR DE UN GRUPO DE CONDENSADORES SE COMPORTA DESDE EL PUNTO DE VISTA ELÉCTRICO COMO ESTOS, ESTE CONDENSADOR SE DENOMINA CONDENSADOR EQUIVALENTE.
        FORMULA
        1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3
        Ceq=CAPACITANCIA EQUIBALENTE Cn=CAPACITANCIA
      - 10- AGRUPAMIENTOS DE CAPACITORES
        CONCEPTO
        LOS CONDENSADORES SE PUEDEN AGRUPAR EN SERIE O EN PARALELO. EL CASO MÁS IMPORTANTE SUCEDE CUANDO SE CONECTAN LAS PLACAS DEL MISMO SIGNO DE DOS CONDENSADORES DE CAPACIDADES C1 Y C2. SI INICIALMENTE, EL CONDENSADOR C1 SE HA CARGADO CON UNA CARGA Q Y SE CONECTA AL CONDENSADOR C2 INICIALMENTE DESCARGADO. DESPUÉS DE CONECTARLOS, LAS CARGAS PASAN DE UN CONDENSADOR AL OTRO HASTA QUE SE IGUALAN LOS POTENCIALES.
        TIPOS
        PARALELO, FORMA DE CONEXIÓN Y MODELO MATEMÁTICO
        QUE ES
        LOS CONDENSADORES EN PARALELO SON DOS O MÁS CONDENSADORES QUE ESTÁN CONECTADOS EN FORMA PARALELA, ES DECIR, AMBOS DE SUS TERMINALES ESTÁN CONECTADOS A CADA TERMINAL DE LA OTRA CONDENSADOR O CONDENSADORES RESPECTIVAMENTE.
        FORMA DE CONEXIÓN
        LOS SIGUIENTES CIRCUITOS MUESTRAN LA CONEXIÓN EN PARALELO ENTRE LOS GRUPOS DE CONDENSADORES. FIGURA 3 TIENE N-NÚMERO DE CONDENSADORES Y LA FIGURA 4 TIENE DOS CONDENSADORES CONECTADOS EN PARALELO
        Q = C eq V T Aquí, Q = Q 1 + Q 2 V y T = V 1 = V 2 C eq = Q / V T = (Q 1 + Q 2 ) / V T = (Q 1 / V T ) + (Q 2 / V T )
        DONDE
        Q=carga (c) C=capacitancia equivalente(faradios) V=voltage total (v) V1,V2=voltagues (n)
        -SERIE, FORMA DE CONEXIÓN Y MODELO MATEMÁTICO
        QUE ES
        LOS CONDENSADORES EN SERIE SON DOS O MÁS CONDENSADORES QUE ESTÁN CONECTADOS EN UNA SOLA LINEA. EL POSITIVO DE UN CONDENSADOR ESTÁ CONECTADO A LA PLACA NEGATIVA DEL SIGUIENTE CONDENSADOR. TODOS LOS CONDENSADORES EN SERIE TIENEN LA MISMA CARGA (Q) Y LA CORRIENTE DE CARGA IGUAL (IC).
        FORMULA
        Q T = Q 1 = Q 2 = Q 3 = --- = Q N I C = I 1 = I 2 = I 3 = --- = I N
        FORMA DE CONEXIÓN
        LOS SIGUIENTES CIRCUITOS MUESTRAN LA CONEXIÓN EN SERIE DE UN GRUPO DE CONDENSADORES.
        FORMULA
        Ceq = Q / V.
        ASÍ,  V T = V 1 + V 2  C eq = Q / V 1 + Q / V 2  1 / C eq = (V 1 + V 2 ) / Q  V T = Q / C eq = Q / C 1 + Q / C 2
        DONDE
        VT=Voltage total (V) Ceq=Capacitancia equivalente (faradios) V1,V2= Voltages (N) Q=Carga (c)
        -MIXTO, FORMA DE CONEXION
        DEFINICION
        EN GENERAL, LOS CIRCUITOS MIXTOS TIENEN UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN CONECTADA EN SERIE CON UN INTERRUPTOR QUE ENERGIZA TODO EL SISTEMA POR IGUAL.
        TOMA EL SIGUIENTE CIRCUITO COMO EJEMPLO PARA SABER CÓMO FUNCIONA UN CIRCUITO MIXTO
PÉREZ ALBARRAN CARLOS ISRAEL

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