Fundamentos de Capacitores: Funcionamiento, Conexiones y Dieléctricos
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¿Qué es un capacitor?
El capacitor es un elemento pasivo que almacena energía en forma de campo eléctrico, adquiriendo carga eléctrica.
Capacitores en serie
El acoplamiento de capacitores en serie se realiza conectando en una misma rama uno y otro capacitor, obteniendo una capacidad total entre el primer borne del primer capacitor y el último borne del último capacitor.
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.
Carga de capacitores en serie
La carga de cada uno de los capacitores de una rama en serie es igual a la de los demás y es igual a la carga equivalente acumulada en toda la rama (entre A y B).
Qt = q1 = q2 = q3
Capacitores en paralelo
El acoplamiento en paralelo se realiza conectando a todos los capacitores a los mismos bornes.
Capacidad total en paralelo
La capacidad total (o equivalente) en paralelo se calcula sumando las capacidades de cada uno de los capacitores.
Ct = C1 + C2 + C3
Carga de capacitores en paralelo
La carga total es igual a la suma de las cargas almacenadas en cada capacitor.
¿Qué es un dieléctrico?
Los dieléctricos o aislantes son aquellos materiales que no permiten el movimiento de cargas por su interior. En ellos, todas las cargas están ligadas en sus respectivos átomos y no pueden desplazarse. Suelen ser materiales plásticos o cristalinos con fuertes enlaces covalentes.
- Cuando un material dieléctrico se somete a un campo eléctrico, se forman dipolos inducidos en el material.
Dipolos inducidos
Son los que aparecen por la aplicación de un campo eléctrico. Consideremos, por ejemplo, un átomo de helio, formado por un núcleo de carga positiva rodeado de una nube de carga negativa. En ausencia de campo externo, el núcleo se encuentra en el centro de la nube negativa y no hay separación de los centros de carga.
Si se aplica un campo externo, el núcleo es empujado en el sentido del campo, mientras que la nube es empujada en el sentido opuesto. El resultado es una separación de los centros de carga, formándose un dipolo. Nótese que las cargas son ligadas y en ningún momento llega a arrancarse un electrón del átomo.