Potencial eléctrico, capacidad y condensadores: conceptos clave

Resumen

El texto resume los conceptos básicos del potencial y la diferencia de potencial en campos eléctricos, incluyendo el caso de un campo uniforme y de una esfera cargada. Explica también la capacidad eléctrica de un conductor y sus unidades. Por último, describe los condensadores plano, esférico y variable, su constante dieléctrica y la energía almacenada en un condensador plano.

Puntos clave

La diferencia de potencial en un campo eléctrico uniforme es el producto del módulo del campo por la distancia entre los dos puntos, medida paralelamente al campo.
El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que realiza la fuerza del campo para llevar la unidad positiva de carga desde ese punto hasta el infinito, con velocidad constante.
La capacidad eléctrica de un conductor aislado es la relación constante entre su carga y el potencial que adquiere.
Un condensador está formado por dos conductores separados por un dieléctrico y sirve para almacenar gran cantidad de carga con una diferencia de potencial pequeña.
En un condensador plano, las armaduras son láminas conductoras paralelas con cargas iguales y de signo contrario.
La constante dieléctrica es la relación entre la capacidad de un condensador con dieléctrico y la del mismo condensador sin dieléctrico.
La energía de un condensador plano se almacena en forma de energía de campo eléctrico entre sus placas.

Ponte a prueba

Diferencia de Potencial en un Campo Eléctrico Uniforme

En un campo eléctrico uniforme, la diferencia de potencial entre dos puntos situados sobre una recta paralela al campo es igual al producto del módulo del campo por la distancia entre dichos puntos.

Potencial Eléctrico

El potencial eléctrico en un punto se mide por el trabajo que realiza la fuerza del campo para transportar la unidad positiva de carga desde dicho punto hasta el infinito, con velocidad constante.

Unidades de Potencial y Diferencia de Potencial

El potencial y la diferencia de potencial se miden con unidades que se obtienen dividiendo una unidad de trabajo entre una unidad de carga eléctrica.

Potencial en un Conductor Esférico

El campo producido por una esfera uniforme cargada en un punto fuera de ella es el mismo que se produciría suponiendo que toda la carga esté concentrada en su centro. Dentro de la esfera, el campo es nulo y en su superficie el potencial se calcula con una fórmula específica.

Capacidad Eléctrica

Se define la capacidad eléctrica de un conductor aislado como la relación constante entre la carga y el potencial que adquiere.

Unidades de Capacidad Eléctrica

Se obtienen dividiendo una unidad de carga entre una unidad de potencial.

Condensadores

Un condensador es un sistema formado por dos conductores (generalmente láminas) separadas por una sustancia aislante (dieléctrico). La función principal de un condensador es la de almacenar una gran cantidad de carga eléctrica con una diferencia de potencial pequeña. Tiene aplicaciones en el sistema de encendido de los motores, en circuitos de radio y televisión, en las computadoras, etc.

Condensador Plano

Está formado por dos láminas conductoras paralelas, con cargas iguales pero de signo contrario, separadas por una distancia muy pequeña comparada con el tamaño de las láminas. Las láminas se llaman armaduras.

Constante Dieléctrica

Es la relación entre la capacidad de un condensador con dieléctrico y la capacidad del mismo condensador sin dieléctrico. Esta relación es la constante dieléctrica del material colocado entre las láminas.

Condensador Esférico

Está formado por dos esferas concéntricas conductoras y aisladas entre sí.

Condensador Variable

Es el que está formado por dos láminas, una de las cuales puede girar, y con ello se consigue que la superficie común entre ellas varíe, variando así la capacidad.

Energía Almacenada por un Condensador Plano

La energía potencial eléctrica se encuentra almacenada en forma de energía de campo eléctrico entre las placas del condensador.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la constante dieléctrica?

Es la relación entre la capacidad de un condensador con dieléctrico y la capacidad del mismo condensador sin dieléctrico. Ese valor es la constante dieléctrica del material colocado entre las láminas.

¿Qué es un condensador plano?

Es un condensador formado por dos láminas conductoras paralelas, con cargas iguales y de signo contrario, separadas por una distancia muy pequeña comparada con el tamaño de las láminas. Estas láminas se llaman armaduras.

¿Para qué sirve un condensador?

Su función principal es almacenar una gran cantidad de carga eléctrica con una diferencia de potencial pequeña. Se usa, entre otros, en el sistema de encendido de los motores, en circuitos de radio y televisión y en computadoras.