Clase7capacitanciaydielectricos 150217135535 Conversion Gate02

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CAPACITANCIAY

DIELCTRICOSClase 7 13/Febrero/2015


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CAPACITANCIA YDIELECTRICOS Se analizan dispositivos que almacenan carga elctrica. Los a!a

a$al"%a$ !or lo o&'$ e$ ($a )ar"e*a* &(+ a&!l"a *e "r("#os Por ejemplo se (sa$ !ara s"$#o$"%ar la -re(e$"a *e ree!#oreso&o l#ros e$ s(&"$"s#ro *e e$era el,#r"a !ara el"&"$ar los s"s#e&as *e "$e$*"o *e a(#o&)"les + o&o *"s!osal&ae$a&"e$#o *e e$era.

Un capacitor se componen de dos conductores separados por unSe vera que la capacitancia de un capacitor dado depende de su + *el &a#er"al lla&a*o dielctrico4(e se!ara a los o$*(#ores.


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DEFINICIN DECAPACITANCIA

Co$s"*ere *os o$*(#ores4(e #"e$e$ aras *e "(al&a$"#(* !ero *e s"$oo!(es#o o&o se &(es#ra e$la (ra.

6$ a!a"#or o$s"so$*(#ores 4(e aras *e "(al &a*e s"$os o!(es#os.


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Tal o&b"$a"$ *e *os o$*(#ores se *e$o&"$a ao$*(#ores se o$oe$ o&o !laas. Debido a la prlas cargas existe una diferencia de potencial conductores. P(es#o 4(e la unidad de diferencia de pel volt ($a *"-ere$"a *e !o#e$"al s(ele ser lla&a*a(sara ese #er&"$o !ara *esr"b"r la *"-ere$"a *e

#ra),s *e ($ ele&e$#o *e "r("#o o e$#re *os !(es!a"o.

8Qu determina cuanta carga est sobre las placas depara un voltaje determinado! E$ o#ras !alabras "capacidad del dispositivo para almacenar carga

particular de !


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Los e:!er"&e$#os &(es#ra$ 4(e la a$#"*a* *e aracapacitor es linealmente proporcional a la dife

potencial entre los conductores$ es decir% &a coproporcionalidad de pende de la forma de separacconductores. Es#a rela"$ se !(e*e esr"b"r o&o s" la a!a"#a$"a o&o s"(e;

&a capacitancia de un capacitor es la raz'n entre lade la carga en cualquiera de los dos conductores ( lade la diferencia de potencial entre ellos)


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No#a. La a!a"#a$"a s"e&!re es ($a a$#"*a* !os"#la diferencia de potencial aumenta linealmente coalmacenada% la proporci'n es constante para un capa

La a!a"#a$"a se e:!resa e$ el SI o$ las ($"*a*e!or )ol#. La ($"*a* *e la a!a"#a$"a *el SI es el -ara*


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El -ara* es ($a ($"*a* *e a!a"#a$"a &(+ ra!r


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Co$s"*ere ($ a!a"#or-or&a*o a !ar#"r *e ($!ar *e !laas o&o se&(es#ra e$ la (ra

Un capacitor de placas pconsta de dos placas cond

paralelas% cada una de separadas por una distan#uando el capacitor se carplacas transportan cantidades de carga. Unaconduce carga positiva ( conduce carga negativa.


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DEFINICIN DECAPACITANCIA Ca*a !laa es#a o$e#a*a a la #er&"$al *e una batera que ac

una fuente de diferencia de potencial. Si el capacitor esta inidescargado la ba#era establece un campo elctrico en los conectores cuando se realizan las conexiones.

#entremos la atenci'n sobre la placa conectada a la terminal nela batera. El a&!o el,#r"o a!l"a ($a -(er%a sobre los ele#ro

ala&bre a-(era *e es#a !laa es#a -(er%a !ro)oa 4(e los ele&(e)a$ a"a la !laa.

Es#e &o)"&"e$#o o$#"$(a as#a 4(e la !laa el ala&bre + laes#


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DEFINICIN DECAPACITANCIA 6$a )e% ala$%a*o el !($#o *e e4("l"br"o +a $o e:"s#e &as ($a

*e !o#e$"al e$#re la #er&"$al + la !laa + o&o res(l#a*o $o a&!o el,#r"o e$ el ala&bre !or #a$#o el &o)"&"e$#o *e los ese *e#"e$e. &a placa a,ora porta una carga negativa.

6$ !roeso s"&"lar o(rre e$ la o#ra !laa *el a!a"#or o$ los e&o)",$*ose *es*e la !laa a"a el ala&bre *ea$*o la !laa

!os"#")a&e$#e. E$ es#a o$(ra"$ $al la *"-ere$"a *e !o#e$"al a #ra),s *e

es la &"s&a 4(e e:"s#e e$#re las #er&"$ales *e la ba#era.


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DEFINICIN DECAPACITANCIA S(!o$a 4(e se #"e$e ($ a!a"#or es!e"a*o *e *e ara !or

*e *"-ere$"a *e !o#e$"a e$#re los *os o$*(#ores. S" ($a ba>ol#s se o$e#a a #ra),s *e es#e a!a"#or ($o *e los o#er&"$ar< o$ ($a ara $e#a *e + el o#ro $al"%ara o$ ($a *e .


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PRO?LE@AS Proble&a 1

A 8C(


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PRO?LE@AS Sol("$

Da#os;

I$"so b

Sabe&os 4(e;


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PRO?LE@AS Proble&a 2

Dos o$*(#ores o$ aras $e#as *e #"e$e$ ($a *"-ere$"a *e*e 10>. De#er&"$e a la a!a"#a$"a *el s"s#e&a + b la *"-e!o#e$"al e$#re los *os o$*(#ores s" las aras e$ a*a"$re&e$#a$ as#a .


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PRO?LE@AS Sol("$

Da#os;

I$"so a

Sabe&os 4(e;


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PRO?LE@AS Sol("$

Da#os;

I$"so b

Sabe&os 4(e;


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CALC6LO DE CAPACITANC La a!a"#a$"a *e ($ !ar *e o$*(#ores o$ aras o!(es#as s

al(lar *e la s"("e$#e &a$era; se s(!o$e ($a ara *e &a$*"-ere$"a *e !o#e$"al se al(la &e*"a$#e las #,$"a a$#es )"s#a$#o se (sa la e:!res"$ !ara e)al(ar la a!a"#a$"a. Co&o es!erar el al(lo se e-e#'a o$ rela#")a -a"l"*a* s" la eo&a!a"#or es s"&!le.


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CALC6LO DE CAPCITANCI Se !(e*e al(lar la a!a"#a$"a *e ($ o$*(#or es-,r"o a"sla*

+ ara s" se s(!o$e 4(e el se($*o o$*(#or 4(e -or&a el a($a es-era (ea o$,$#r"a *e ra*"o "$$"#o. El !o#e$"al el,#es-era *e ra*"o es s"&!le&e$#e se es#ablee !or lo #a$#o lo s"(

-sta expresi'n muestra que la capacitancia de una esfera cargades proporcional a su radio ( es independiente tanto de la cargaesfera como de la diferencia de potencial.


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CALC6LO DE CAPACITANC La a!a"#a$"a *e ($ !ar *e o$*(#ores *e!e$*e *e la eo&e

&"s&os. Se "l(s#ra es#o o$ #res eo&e#ras -a&"l"ares es *e!aralelas "l"$*ros o$,$#r"os + es-eras o$,$#r"as.

Geometra Capacitancia observaciones



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Es-era ara*a a"sla*a *era*"o se($*o o$*(#orara*o s(!(es#o al innito)que se encuentra alejadouna distancia mu( grandecon respecto a un punto dereferencia

Es#a e:!res"$ &(es#ra 4(e la a!a"#a$"a *e ($aara*a a"sla*a es !ro!or"o$al a s( ra*"o + es "$*e!e#a$#o *e la ara sobre la es-era o&o *e la *"-ere!o#e$"al.

Ca!a"#or *e !laas !aralelaso$


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CALC6LO DE CAPACITANC6$ a!a"#or "l$*r"o o$s($ o$*(#or "l$*r"o sol"ra*"o a + lo$"#(* L ro*ea*($ asaro$ "l$*r"o oa:ra*"o b. La se($*a (ra )"s#a #ra$s)ersal. Las !($#ea*as re!rese$#a$ la *e la s(!er"e a(s"l$*r"a *e ra*"o + lo$"#(*


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CALC6LO DE CAPACITANC

e+ G Tela@o)able !la#e G Plaa &)"lSo-# "$s(la#or G A"sla$#e s(a)eF":e* !la#e GPlaa a

La a!a"#a$"a *e ($ a!a"#o!laas !aralelas es !ro!or"o$


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CALC6LO DE CAPACITANC6$ a!a"#or es-,r"o o$s#a *ees-era "$#er"or *e ra*"o a ro*e!or ($ asar$ es-,o$,$#r"o *e ra*"o b. El ael,#r"o e$#re las es-eras *"r""*o ra*"al&e$#e a"a a-(a$*o la es-era "$#er"or #ara !os"#")a.


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PRO?LE@AS Proble&a 3 6$a es-era o$*(#ora ara*a + a"sla*a *e 12& *e ra*"o rea

el,#r"o *e a ($a *"s#a$"a *e 21 & *e s( e$#ro. A 8C*e$s"*a* *e ara s(!er"alB ? 8C(


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PRO?LE@AS Sol("$

Da#os

Es-eraCo$*(#ora


27/32

PRO?LE@AS Sol("$ Da#os

I$"so a

Por Ha(ss #e$e&os 4(e;


28/32

PRO?LE@AS Sol("$ Da#os

I$"so b

Sabe&os 4(e la a!a"#a$"a !ara ($a es-era o$*(#ora es;


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PRO?LE@AS Proble&a A S" ($a o#a *e l"4("*o #"e$e ($a a!a"#a$"a *e 8C(


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PRO?LE@AS Sol("$ I$"so a

Da#os

Co$s"*era$*o a la o#a *el l"4("*o o&o ($a es-era e$#o$es;


31/32

PRO?LE@AS Sol("$ I$"so b

Da#os

Sabe&os 4(e !ara ($a es-era


32/32

PRO?LE@AS Sol("$ I$"so

Da#os

E$#o$es o&o;

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