Campo electrostático entre placas cargadas paralelas. Capacidad eléctrica.
E = Electrómetro d
: densidad superficial de carga S: área de las placas = d E =
Planos equipotenciales - + - + Líneas de fuerza - + - + - + 0 A B < C D E d < < < < <
E: módulo de la intensidad del campo electrostático entre las placas. = E · r E: módulo de la intensidad del campo electrostático entre las placas. r: distancia del punto a la placa cargada negativamente que es la que se toma para el nivel de referencia del potencial .
CAPACITOR ELÉCTRICO Son componentes eléctricos formados por dos conductores separados por el vacío o por un aislador. Se utilizan para almacenar cargas y por lo tanto energía eléctrica.
- j q C = C 1F = 1 V 1 mf = 10-3 f 1 µf = 10-6 f 1 nf = 10-9 f La relación entre la carga que podrá tener un conductor y la diferencia de potencial que adquirirá debido a dicha carga es una magnitud constante y se llama capacidad eléctrica (C) 1F = 1 C V Unidades: farad (f) q C = 2 1 j - 1 mf = 10-3 f 1 µf = 10-6 f 1 nf = 10-9 f 1 pf = 10-12 f
ENERGÍA ALMACENADA EN UN CAPACITOR Cuando el capacitor se carga, la carga aumenta proporcionalmente con la diferencia de potencial 2 1 ) ( - ENERGÍA ALMACENADA EN UN CAPACITOR
2 1 ) ( q W - = 2 1 ) ( C q - = 2 1 ) ( C W - = Esta expresión es la energía total almacenada que se encuentra en el volumen del capacitor.
DESFIBRILADOR VENTRICULAR Este equipo utilizado por los paramédicos en las ambulancias tiene en su interior condensadores, que en su versión portátil son cargados por una batería. Con él se le aplica a la cavidad toráxica un impulso eléctrico equivalente a 200 J de energía eléctrica en 2,0 ms
El circuito del desfibrilador es el siguiente: ++++ - - - -
MEMBRANA CELULAR COMO CAPACITOR ELÉCTRICO La capacidad de la membrana celular por cada cm2 es de un 1F MEMBRANA CELULAR COMO CAPACITOR ELÉCTRICO
Ejemplo resuelto Un área de membrana de una célula nerviosa tiene una capacidad eléctrica de 7,08 · 10-7 F. Si la diferencia de potencial a través de ella es de 0,1 V, halle la energía eléctrica almacenada en la misma.
2 1 ) ( C W - = W = 1 2 (7,08 ∙ 10-7 F)( 0,1 V)2 W = 3,5 ∙ 10-9 J