Capacidad y dieléctricos

Presentación del tema: "Capacidad y dieléctricos"— Transcripción de la presentación:

1 Capacidad y dieléctricos
Almacenamiento de carga y energía electrostática

2 Esquema CAPACIDAD Y CONDENSADORES ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA
COMBINACIÓN DE CONDENSADORES POLARIZACIÓN. CARGA LIBRE Y CARGA LIGADA. VECTOR DESPLAZAMIENTO ELÉCTRICO. TEOREMA DE GAUSS. CAPACIDAD Y DIELÉCTRICOS.

3 1. Capacidad y condensadores
Condensador : dispositivo que almacena carga y energía eléctrica. Capacidad del condensador  cociente entre carga y voltaje. Unidad El Faradio La capacidad depende de la forma, el tamaño y el material del que esta hecho el condensador.

4 1.2 Ejemplos de condensadores-
Placas paralelas Campo entre las placas + Q - Q d E Diferencia de potencial Entre las placas Permitividad del vacío Superficie de las placas Capacidad

5 1.2 Ejemplos de condensadores-
Condensador esférico Campo entre las placas - Q + Q R E Diferencia de potencial Entre las placas Radio exterior Radio interior Capacidad

6 2. Almacenamiento de energía eléctrica
Energía potencial eléctrica almacenada en el condensador = trabajo realizado para cargarlo. Descarga del condensador  se recupera la energía como trabajo realizado por las fuerzas eléctricas. El condensador almacena carga y energía.

7 2.1 Densidad de energía eléctrica en el vacío
Ejemplo: condensador plano  Resultado general. Densidad de energía Energía eléctrica por unidad de volumen. + Q - Q d E Volumen Energía

8 3. Combinación de condensadores
PARALELO N condensadores SERIE N condensadores Vb Vc Va Vb C1 Va C2 C1 C2

9 4.1 Polarización. Dipolos inducidos y orientación.
Un campo eléctrico externo Induce momentos dipolares Orienta dipolos ya existentes La energía es mínima en la dirección del campo eléctrico  el dipolo se orienta. - E F p + F + - E

10 4.2 Vector polarización. Una porción de material no conductor se polariza al aplicar un campo E externo La polarización es proporcional al campo aplicado Las moléculas y átomos se convierten en pequeños dipolos + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - Vector polarización + - + - Momento dipolar + - + - + - Nº dipolos por volumen Unidades Susceptibilidad eléctrica

11 5. Carga libre y carga ligada
Componentes normales ( perp. a las superficies) de los vectores. E + - Densidad de carga libre sl Densidad de carga de polarización sp P Carga ligada a átomos y moléculas

12 6.1 Vector Desplazamiento eléctrico
+ - Densidad de carga libre sl Densidad de carga de polarización sp P Relacionado con la carga libre Permitividad del medio Permitividad relativa

13 6.2 Ley de Gauss general El flujo del vector Desplazamiento eléctrico a través de una superficie cerrada es igual a la carga libre encerrada en su interior. La ley de Gauss simplifica los cálculos de campo eléctrico en casos de gran simetría. La superficie gaussiana no es una superficie real ( es matemática).

14 7. Capacidad y dieléctricos
Se reducen El campo E La diferencia de potencial Aumenta la capacidad + - Densidad de carga libre sl Densidad de carga de polarización sp Carga con dieléctrico Carga sin dieléctrico