Electricidad y Electrónica: Condensadores, Capacidad y Tipos de Corriente
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El Condensador Eléctrico: Conceptos Fundamentales
¿Qué es un Condensador?
Un condensador es un dispositivo constituido por dos conductores aislados próximos con cargas iguales y de signo contrario.
Capacidad Eléctrica y Unidades de Almacenamiento
La capacidad de almacenamiento de un condensador es directamente proporcional a la diferencia de potencial que se establece entre sus placas. Sin embargo, es importante notar que dos condensadores de diferentes formas pueden adquirir distintas cargas cuando se someten a una misma diferencia de potencial.
El Faradio y sus Múltiplos
El faradio (F) es la unidad de medida de la capacidad eléctrica. Un faradio representa la capacidad de un condensador entre cuyas armaduras aparece una diferencia de potencial eléctrico de 1 voltio (1V) cuando está cargado con una cantidad de electricidad igual a un culombio (1C).
Debido a su gran magnitud, en la práctica se utilizan comúnmente los siguientes submúltiplos:
- Microfaradio (µF): 1 µF = 10-6 F
- Nanofaradio (nF): 1 nF = 10-9 F
- Picofaradio (pF): 1 pF = 10-12 F
Representación y Comportamiento de Condensadores Planos en Circuitos
En los circuitos eléctricos, los condensadores planos se representan con símbolos específicos. Cuando se cierra el interruptor en un circuito con un condensador, la carga comienza a fluir, produciendo corriente y cargando el condensador. Una vez que el condensador adquiere su carga máxima, la corriente en el circuito cesa, ya que el condensador actúa como un circuito abierto para la corriente continua una vez cargado.
Condensadores de Láminas Paralelas con Dieléctrico
Un condensador de láminas paralelas está formado por dos placas paralelas de igual área, separadas una distancia. Una de las placas tiene una carga +Q y la otra tiene una carga -Q, siendo sus potenciales eléctricos V1 y V2, respectivamente.
La capacidad de este tipo de condensador se ve significativamente influenciada por el material dieléctrico que se introduce entre sus armaduras. Un tipo común de condensador plano está constituido por tiras de chapa metálica que forman las armaduras, separadas por tiras de papel parafinado que actúan como dieléctrico.
Asociación de Condensadores
Características de la Asociación en Serie
La agrupación de condensadores en serie consiste en unir los condensadores uno a continuación del otro. Las características principales son:
- La carga (Q) es la misma en todos los condensadores.
- La tensión total (Vtotal) es la suma de las tensiones individuales (Vtotal = V1 + V2 + ... + Vn).
- La capacidad equivalente (Ceq) para dos condensadores en serie es: Ceq = (C1 * C2) / (C1 + C2)
- Si todos los condensadores en serie son iguales (C1 = C2 = ... = Cn = C), la capacidad equivalente es: Ceq = C / n
Características de la Asociación en Paralelo
En la agrupación de condensadores en paralelo, la capacidad total será igual a la suma de las capacidades individuales. Esto es bastante intuitivo de entender, dado que en esta configuración el tamaño total de las armaduras enfrentadas será la suma de los tamaños de las armaduras enfrentadas.
- La tensión (V) es la misma en todos los condensadores.
- La carga total (Qtotal) es la suma de las cargas individuales (Qtotal = Q1 + Q2 + ... + Qn).
- La capacidad equivalente (Ceq) es la suma de las capacidades individuales: Ceq = C1 + C2 + ... + Cn
Corriente Eléctrica
¿Qué es la Corriente Eléctrica?
La corriente eléctrica es un flujo de electrones que atraviesa un material. Algunos materiales, como los "conductores", tienen electrones libres que pasan con facilidad de un átomo a otro, permitiendo el paso de la corriente.
Tipos de Corriente Eléctrica
- Corriente Alterna (CA): Es la corriente eléctrica que invierte periódicamente el sentido de su flujo con una determinada frecuencia. Es la forma de corriente utilizada en la mayoría de los hogares y empresas.
- Corriente Continua (CC): Es la corriente eléctrica que fluye en una sola dirección constante. Se encuentra en baterías, pilas y fuentes de alimentación de dispositivos electrónicos.