En el tutorial anterior, hablamos sobre los dieléctricos, materiales aislantes que evitan que dos placas conductoras paralelas se toquen entre sí. Cuando se aplica un voltaje, fluirá una corriente, creando una carga positiva en una placa y una carga igualmente opuesta en la otra placa.
La carga del electrón (Q), medida en culombios, se almacena en el condensador. Como hay una diferencia de potencial, cuando el capacitor está completamente cargado, la capacitancia aumenta a medida que aumenta el área entre las placas. Es la carga almacenada en un capacitor cuya capacitancia es proporcional al voltaje aplicado (V) en un capacitor conocido. Cuanto mayor sea el voltaje aplicado, mayor será la carga almacenada, y viceversa. La carga del capacitor se puede calcular usando la siguiente fórmula:
dónde
Q es la carga en culombios.
C es la capacitancia en faradios.
V es el voltaje en voltios.
Otra representación de la ecuación es más útil para mí, es similar al triángulo que se muestra en el tutorial de resistencia. En la Figura 1 se muestra una imagen de la fórmula. Aquí las cantidades Q, C y V se superponen en un triángulo. La carga está arriba y la capacitancia y el voltaje están abajo. También se muestra la combinación de las mismas expresiones, incluida la transposición de las expresiones.
El Farad se usa como unidad de medida de capacitancia y es una constante de proporcionalidad igual a Culombios/Voltio. La capacidad de un capacitor para almacenar carga en sus placas se expresa por su capacitancia. Un faradio, como dijo Michael Faraday, se define como “la capacitancia de un capacitor que requiere un culombio de carga para establecer una diferencia de potencial de un voltio entre las placas. Las dimensiones (o área (A)) de las placas y las propiedades del dieléctrico entre las placas también determinan la capacitancia. La permitividad, o permitividad, indica una medida del dieléctrico.
Para dieléctricos sólidos,
Para un aire dieléctrico,
dónde
A es el área en metros cuadrados,
d es la separación o distancia entre las dos placas.
condensador de placas paralelas
Para el medio dieléctrico del aire, la capacitancia de un capacitor de placas paralelas es proporcional al área superficial e inversamente proporcional a la distancia entre las dos placas. Sin embargo, al insertar un medio sólido (un medio con una constante dieléctrica más alta que el aire) entre las placas conductoras, se puede aumentar el valor de capacitancia del capacitor. La constante dieléctrica (k) es la relación entre la constante dieléctrica del medio dieléctrico que se utiliza y la del espacio libre o vacío. Esto es lo que hace que el dieléctrico aumente su capacitancia en comparación con el aire.
La carga y descarga se muestran en el circuito de la Figura 3. Una vez que el capacitor esté completamente cargado, mantendrá su estado de voltaje incluso si se corta el voltaje de suministro. Se descarga lentamente durante un largo período de tiempo debido a las corrientes de fuga internas que fluyen a través del dieléctrico.
Referencias
http://www.electronics-tutorials.ws/capacitor/cap_4.html