Fundamentos del Campo Eléctrico, Potencial y Condensadores: Conceptos Clave
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Campo Eléctrico
El campo eléctrico es el espacio en el que se deja sentir el efecto de una carga eléctrica. Se admite que los cuerpos cargados eléctricamente crean en el espacio que les rodea un cierto estado, diferente del que allí existiría si esos cuerpos fueran eléctricamente neutros. Un cuerpo portador de cargas eléctricas y colocado en el campo de un cuerpo electrizado, queda sometido a una fuerza que se considera como debida al estado del espacio donde se encuentra, más que a la acción del cuerpo electrizado. Su unidad es el voltio.
Potencial Eléctrico
El potencial de un conductor depende de su carga eléctrica y de un factor que es la capacidad eléctrica del conductor considerado.
Capacidad Eléctrica
La capacidad de un conductor es la relación constante entre la carga y el potencial del mismo. La capacidad depende de las dimensiones y de la forma de la superficie del conductor. La unidad práctica es el faradio (F), que es la capacidad de un conductor aislado en el espacio.
Condensadores
Un condensador es un conjunto formado por dos conductores metálicos próximos, llamados armaduras, con una deposición relativa determinada, separados por el vacío o, la mayoría de las veces, por un dieléctrico. Con este dispositivo se consigue acumular cantidades apreciables de cargas en ambas placas, iguales y de signos contrarios, creándose un campo eléctrico entre dichas placas que establece una d.d.p. (diferencia de potencial) entre las mismas. La introducción de un dieléctrico en todo el espacio comprendido por las placas, multiplica la capacidad por un coeficiente llamado permitividad relativa del dieléctrico.
Proceso de Carga y Descarga de un Condensador
Durante el tiempo que dura la corriente de carga, los electrones van tomando posiciones y, en el condensador, ha entrado una cierta cantidad de electricidad, que queda condensada en el campo eléctrico. La energía puesta por la corriente eléctrica queda almacenada en el campo eléctrico en forma de electricidad estática. Se dice que el condensador está cargado cuando la d.d.p. entre sus armaduras es igual a la tensión aplicada. En tal instante cesa la corriente de carga y, aunque el condensador siga conectado al generador, ya no hay movimiento alguno de sus electrones, ni, por tanto, corriente eléctrica.
Aunque se abra el interruptor, el condensador sigue cargado y existe una d.d.p entre sus placas, pudiendo mantener almacenada su energía durante algún tiempo. Una vez cargado, si lo desconectamos del generador y unimos sus placas mediante un hilo conductor, se produce la descarga del mismo. Los electrones pasan de una placa a otra, debido a las fuerzas existentes en el campo eléctrico, que tienden a situar los electrones en los lugares de origen en sus átomos, debido a lo cual, se produce la corriente de descarga (de sentido contrario a la de carga). Finaliza la misma, la d.d.p entre las armaduras es cero y el condensador queda descargado.
Condensadores: Almacenamiento de Electricidad
Los condensadores son dispositivos capaces de almacenar una determinada cantidad de electricidad. Se componen de dos superficies conductoras, llamadas armaduras, puestas frente a frente y aisladas entre sí por un material aislante que es llamado dieléctrico.
Funcionamiento de un Condensador
El condensador se comporta como un depósito que solamente se abre cuando la tensión varía. La corriente pasa de + a - y cuando disminuye la tensión la corriente circula en sentido inverso.
Potencial Eléctrico en Conductores
El potencial de un conductor es la presión a la que se encuentra en el mismo la carga eléctrica.