Clase 7 CD

1. Clase 7 17/Junio/2014

2.  Se analizan dispositivos que almacenan carga eléctrica. Los capacitores se analizan
por lo común en una variedad muy amplia de circuitos eléctricos. Por ejemplo se
usan para sintonizar la frecuencia de receptores y radios, como filtros en
suministro de energía eléctrica, para eliminar chispas en los sistemas de incendio
de automóviles y como dispositivos de almacenamiento de energía.
 Un capacitor se componen de dos conductores separados por un aislante. Se vera
que la capacitancia de un capacitor dado depende de su geometría y del material
llamado dieléctrico que separa a los conductores.

3.  Considere dos conductores que
tienen cargas de igual magnitud
pero de signo opuesto, como se
muestra en la figura.
 Un capacitor consiste de dos
conductores que conducen cargas
de igual magnitud pero de signos
opuestos.

8.  Considere un capacitor
formado a partir de un par
de placas como se muestra
en la figura
Un capacitor de placas paralelas consta
de dos placas conductoras paralelas,
cada una de área A, separadas por una
distancia d. Cuando el capacitor se carga,
las placas transportan iguales cantidades
de carga. Una placa conduce carga
positiva y la otra conduce carga negativa.

9.  Cada placa esta conectada a la terminal de una batería que actúa como una fuente
de diferencia de potencial. Si el capacitor esta inicialmente descargado, la batería
establece un campo eléctrico en los alambres conectores cuando se realizan las
conexiones.
 Centremos la atención sobre la placa conectada a la terminal negativa de la batería.
El campo eléctrico aplica una fuerza sobre los electrones en el alambre afuera de
esta placa, esta fuerza provoca que los electrones se muevan hacia la placa.
 Este movimiento continua hasta que la placa, el alambre y la terminal están todos
en el mismo potencial eléctrico.

10.  Una vez alcanzado el punto de equilibrio, ya no existe mas una diferencia de
potencial entre la terminal y la placa, y como resultado no existe un campo
eléctrico en el alambre, por tanto el movimiento de los electrones se detiene. La
placa ahora porta una carga negativa.
 Un proceso similar ocurre en la otra placa del capacitor, con los electrones
moviéndose desde la placa hacia el alambre, dejando la placa cargada
positivamente.
 En esta configuración final la diferencia de potencial a través de las placas es la
misma que existe entre las terminales de la batería.

20.  La capacitancia de un par de conductores depende de la geometría de los
mismos. Se ilustra esto con tres geometrías familiares, es decir, placas paralelas,
cilindros concéntricos y esferas concéntricas.

22. Un capacitor cilíndrico consta de un
conductor cilíndrico solido de radio
a y longitud L rodeado por un
cascaron cilíndrico coaxial de radio
b. La segunda figura es la vista
transversal. Las líneas punteadas
representan la forma de la superficie
gaussiana cilíndrica de radio y
longitud L.

23. Key = Tecla
Movable plate = Placa móvil
Soft insulator = Aislante suave
Fixed plate =Placa fija
La capacitancia de un capacitor de
placas paralelas es proporcional al
área de sus placas e inversamente
proporcional a la separación de estas.

24. Un capacitor esférico consta de una
esfera interior de radio a rodeada por
un cascarón esférico concéntrico de
radio b. El campo eléctrico entre las
esferas esta dirigido radialmente hacia
afuera cuando la esfera interior tiene
carga positiva.

26. Esfera
Conductora