Capacitancia : un capacitor o un condensador es un dispositivo eléctrico pasivo.

Capacitancia: un capacitor o un condensador es un dispositivo eléctrico pasivo, el cual debido a una diferencia de potencial que en este caso la produce una fuente, almacena carga como energía debido a la presencia de un campo eléctrico..Para entenderlo, veámoslo desde un punto de vista práctico: cuando montamos una ratonera, le colocamos un seguro, el cual al mínimo contacto se activa y atrapa al ratón. Para que esto sucediera la ratonera cumplía la función de almacén de energía, es decir, se debió realizar un trabajo para poder almacenar esa energía la cual fue liberada al contacto.

De manera similar, para almacenar energía en un capacitor se transfiere carga de un conductor a otro de tal manera que ambas placas tengan una igual cantidad de carga pero con signos opuestos. Al igual que la ratonera, para trasladar esas cargas a través de la diferencia de potencial entre los conductores es necesario realizar trabajo, y ese trabajo se almacena en forma de energía potencial eléctrica.

Ahora bien, en principio mencionamos que el capacitor es un instrumento pasivo, pero ¿porque decimos esto? Sencillamente porque cuando se le conecta una diferencia de potencial en un circuito no van a cambiar sus propiedades, bueno a no ser que cambie la temperatura, pero suponiendo que es una temperatura constante, básicamente va a mantener sus mismas propiedades y no va a alterar la corriente o el voltaje que pasa sobre el.

Además nos interesa saber como es que almacena carga Pues veamos lo siguiente:

Con respecto a un capacitor en particular, la relación de la carga de cada conductor con relación a la diferencia de potencial entre los conductores es una constante llamada capacitancia, la cual depende del tamaño y forma de los conductores así como del material aislante que esta entre ellos. En comparación con el caso en que solo hay vacio entre los conductores, la capacitancia aumenta cuando esta presente un material aislante, esto ocurre porque se lleva a cabo una redistribución de la carga dentro del material aislante llamada polarización.

El campo eléctrico en cualquier punto de la región entre los conductores es proporcional a la carga de cada conductor, de la misma forma que la diferencia de potencial entre los conductores es proporcional a la carga. De acuerdo a esa relación definimos la capacitancia con la siguiente ecuación: C=Q/Vab.

Esta ecuación nos deja ver que la capacitancia se expresa en Coulomb por voltios y su unidad en el sistema internacional es el farad.

Mientras mayor sea la capacitancia de un capacitor mas grande será la magnitud de la carga en cualquiera de los conductores y por ende será mayor la cantidad de energía almacenada. Así que la capacitancia es una medida de alcance de un capacitor para almacenar energía.

Por ahora, consideramos únicamente los capacitores en un vacio, es decir, supondremos que los conductores que constituyen el capacitor están separados por espacio vacio. De esa forma, la capacitancia dependerá de la forma, dimensiones y separación de los conductores que constituyen el capacitor. De acuerdo a esto, la ecuación de capacitancia de un capacitor de placas paralelas en un vacio es C=Eo.A/d.

Capacitores en serie y paralelo: los capacitores se fabrican con ciertas capacitancias entandar y tensiones que pueden soportar con seguridad. En la imagen podemos observar algunos de los capacitores que están disponibles en el mercado. Esos valores estándar con los que se fabrican ciertos capacitores a veces no suelen ser los que uno necesita en una aplicación específica y por ello es necesario realizar algunas combinaciones, entre las cuales tenemos la conexión en serie y paralelo.

En serie: para una conexión en serie la magnitud de la carga es la misma en todas las placas de los capacitores. Sin embargo, la diferencia de potencial de los capacitores individuales no son las mismas a menos que sus capacitancias individuales sean iguales. La suma de la diferencia de potencial de los capacitores individuales es la diferencia de potencial total entre los bornes de la combinación en serie. Así, el Ve=V1+V2+V3…. Y para la capacitancia equivalente la ecuación seria: 1/Ceq=1/C1+1/C2+1/C3…

En si la ecuación nos indica que el reciproco de la capacitancia equivalente de una combinación en serie es igual a la suma de los recíprocos de los capacitores individuales. En una combinación en serie, la capacitancia equivalente siempre es menor que cualquiera de las capacitancias individuales.

En paralelo: a diferencia de la conexión en serie, en una conexión en paralelo la diferencia de potencial de todos los capacitores es la misma. De igual modo, con respecto a cualquier numero de capacitores en paralelo: Ceq= C1+C2. Vale destacar que aunque la diferencia de potencial es la misma en todos los capacitores de una combinación en paralelo, las cargas de los capacitores individuales no son las mismas a menos que sus capacitancias individuales sean iguales. Las cargas de los capacitores individuales se suman para dar la carga total de la combinación en paralelo: Qt=Q1+Q2+Q3…

Energía almacenada en un capacitor cargado.

Usted quizás se pudiera preguntar ¿Si la suma de las cargas en ambas placas del capacitor es igual a cero, entonces que es lo que almacena un capacitor? La respuesta la obtenemos utilizando el concepto de capacitancia que se incluyo al principio del tema pues se dijo que una de las particularidades de un capacitor era su capacidad de almacenar energía. Sin lugar a dudas, las personas que han trabajado con equipos electrónicos alguna vez pueden asegurarlos. Ahora bien, si  tenemos las placas de un capacitor conectado a un conductor es evidente que la carga se moverá entre las placas y el conductor. Si tocamos con los dedos las placas de un capacitor cargado, lo que sucederá es un choque eléctrico, es decir, recibiremos una descarga, todo esto por supuesto dependerá de la capacitancia y el voltaje proporcionado. Puede suceder además, que las cargas aun estén almacenadas cuando un equipo está apagado, por el  hecho que este desconectado no lo hace seguro, por ejemplo en un televisor, si acercamos nuestro brazo a el aun después de apagarlo y desconectarlo podremos observar como se nos erizan los bellos. Esto debido a que a pesar que se ha desconectado de la fuente de poder este puede contener energía por cierto periodo de tiempo.

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