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LibreTexts Español

8.5: Resumen

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    86127
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    El condensador es un dispositivo que se utiliza para almacenar carga eléctrica. La capacitancia, C, se mide en faradios, F. El dispositivo idealizado consiste en dos placas conductoras separadas por alguna distancia, siendo ese espacio llenado por un dieléctrico aislante. La capacitancia es directamente proporcional al área de la placa y la permitividad del dieléctrico, e inversamente proporcional a la distancia de la placa. Otra característica importante del dieléctrico es su resistencia a la ruptura. Junto con el espaciado entre placas, esto establecerá la clasificación de voltaje del condensador. La permitividad también ayudará a determinar la eficiencia volumétrica del condensador, una medida de cuánta capacitancia se puede lograr dentro de un volumen dado. Los parámetros no ideales incluyen la ESR, o resistencia en serie equivalente, que es idealmente cero; y la resistencia efectiva a fugas paralelas, idealmente infinito. Precisión absoluta, estabilidad de temperatura y parámetros similares completan las características distintivas de un tipo de condensador contra otro. Cuando se colocan en paralelo, los capacitores se agregan de la misma manera que las resistencias en serie. Cuando se colocan en serie, los capacitores se comportan como resistencias en paralelo.

    Quizás la característica operativa más importante con respecto a los condensadores es que el voltaje a través de un condensador no puede cambiar instantáneamente. Tomará una cantidad finita de tiempo antes de que la carga en el condensador se construya, lo que lleva a un aumento predecible en el voltaje a través de él. Debido a esto, para circuitos de CC los capacitores inicialmente se comportan como cortocircuitos, pero después de que haya pasado suficiente tiempo, se comportan como aperturas. La cantidad de tiempo requerido para alcanzar el estado estacionario es de cinco constantes de tiempo, donde una constante de tiempo se define como el producto de la resistencia efectiva del circuito y su capacitancia. La curva de carga actual es de la forma\(\varepsilon^{−t}\). La corriente comienza en un máximo y eventualmente se acerca a cero a medida que pasa el tiempo. La forma de voltaje correspondiente es de la forma\(1 - \varepsilon^{−t}\). Aquí, el voltaje del condensador comienza en cero y se eleva a algún valor máximo. La curva de descarga de voltaje del condensador se intercambia efectivamente en comparación con la curva de carga (por ejemplo, el voltaje sigue\(\varepsilon^{−t}\)).

    Preguntas de revisión

    1. ¿Cuáles son las características físicas de los condensadores y cómo afectan a la capacitancia?

    2. Defina la característica voltaje-corriente para los condensadores.

    3. ¿Qué se entiende por eficiencia volumétrica de un condensador?

    4. ¿Cómo afectan la permitividad y la resistencia a la ruptura del dieléctrico a la capacitancia general y al voltaje nominal?

    5. ¿Cómo se combinan los condensadores cuando se colocan en serie y cómo se combinan cuando se colocan en paralelo?

    6. Definir el comportamiento inicial y de estado estacionario de los condensadores.

    7. Definir constante de tiempo para un circuito RC.

    8. Describir las características de carga y descarga de circuitos RC.


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