Identificación de condensadores eléctricos

capacitores Capacitor: es un dispositivo eléctrico que sirve para almacenar energía. Básicamente consta de dos conductores (aislados)con cargas iguales y opuestas separadas a una distancia muy pequeña. Símbolo

unidades Se denomina faradio o farad (símbolo F), en honor a Michael Faraday, a la unidad de capacidad eléctrica del Sistema Internacional de Medidas (SI). Un faradio es la capacidad de un condensador entre cuyas armaduras existe una diferencia de potencial eléctrico de 1 Voltio (1 V) cuando está cargado de una cantidad de electricidad igual a un Culombio (1 C). En electrotecnia mide más específicamente la capacidad de un condensador o un sistema de conductores, es decir, la carga que puede almacenar cuando se le aplica una tensión. 10−3 F mF milifaradio 103 F kF kilofaradio 10−6 F µF microfaradio 106 F MF megafaradio 10−9 F nF nanofaradio 109 F GF gigafaradio 10−12 F pF picofaradio 1012 F TF Tera faradio Prefijos comunes de unidades

Para cargar dichos conductores con una carga Q se requiere aplicar una diferencia de potencial (V) entre ellas, con el fin de que la carga en un principio pueda circular hasta que el capacitor se sature o quede lleno.

Capacitancia: Se define como la cualidad de guardar o almacenar carga eléctrica siempre y cuando sea disponible en tiempos cortos. Por lo tanto a mayor diferencia de potencial se podrá hacer circular una mayor carga y a menor diferencia de potencial circulara una cantidad de carga menor, por lo tanto matemáticamente existe una relación directamente proporcional entre la carga y la diferencia de potencial. Vα Q K V= Q Si K= C Por lo tanto: C= 𝑄 𝑉 C= Capacitancia La capacitancia queda determinada por la cantidad de carga entre unidad de voltaje.

Características en serie + - 𝐶 1 𝐶 2 𝐶 3 𝐶 4 Diagrama en serie 𝑉 𝑇 = 𝑉 1 + 𝑉 2 + 𝑉 3 𝐶 𝑇 = 1 1 𝐶 1 + 1 𝐶 2 + 1 𝐶 3 + 1 𝐶 4 𝑄 𝑇 = 𝑄 1 = 𝑄 2 = 𝑄 3

Características en paralelo 𝐶 1 𝐶 2 𝐶 3 𝑉 𝑇 - + Diagrama en paralelo 𝑉 𝑇 = 𝑉 1 = 𝑉 2 = 𝑉 3 𝐶 𝑇 = 𝐶 1 + 𝐶 2 + 𝐶 3 𝑄 𝑇 = 𝑄 1 + 𝑄 2 + 𝑄 3 𝐶 𝑇 = 𝑄 𝑇 𝑉 𝑇 ; 𝐶 𝑛 = 𝑄 𝑛 𝑉 𝑛

Diagrama conexión mixta Problema resuelto Datos: 𝒄 𝟏 =𝟐𝟎𝑭, 𝑪 𝟑 =𝟏𝟎 𝑭, 𝑪 𝟒 =𝟓 𝑭, 𝑪 𝟓 =𝟏 𝑭, 𝑪 𝟕 =𝟐 𝑭, 𝑽 𝟒 =𝟏𝟐𝟎 𝑽𝒐𝒍𝒕𝒔 Observación: El 𝑽 𝟒 es igual a 120v 𝐶 4 𝐶 7 𝐶 5 𝐶 1 𝐶 3 + 𝑉 𝑇 - Diagrama conexión mixta Solución

Circuito equivalente 𝑐 4 = 𝑐 7 𝑐 5 𝑐 7 + 𝑐 5 = 2 1 𝐹 2 3 𝐹 = 2 3 F 𝑐 1 𝑐 3 + 𝑉 𝑇 - C7 Y C5 están conectados en serie Por lo tanto: 𝑐 4 = 𝑐 7 𝑐 5 𝑐 7 + 𝑐 5 = 2 1 𝐹 2 3 𝐹 = 2 3 F 𝐶 4 =0.666 𝐹

𝑪 𝟒, 𝑪 𝑨, 𝒀 𝑪 𝟏 𝑬𝒔𝒕𝒂𝒏 𝒄𝒐𝒏𝒆𝒄𝒕𝒂𝒅𝒐𝒔 𝒆𝒏 𝒑𝒂𝒓𝒂𝒍𝒆𝒍𝒐 𝑪 𝟒, 𝑪 𝑨, 𝒀 𝑪 𝟏 𝑬𝒔𝒕𝒂𝒏 𝒄𝒐𝒏𝒆𝒄𝒕𝒂𝒅𝒐𝒔 𝒆𝒏 𝒑𝒂𝒓𝒂𝒍𝒆𝒍𝒐 𝐶 𝐵 = 𝐶 4 + 𝐶 𝐴 + 𝐶 1 𝑪 𝑩 =(𝟓+ 𝟐 𝟑 +𝟐𝟎)𝑭= 𝟕𝟕 𝟑 =𝟐𝟓.𝟔𝟔 𝑭 𝐶 4 𝐶 𝐴 𝐶 1 𝐶 3 + 𝑉 𝑇 -

𝑪 𝟑 𝒀 𝑪 𝑩 𝑬𝒕𝒂𝒏 𝒄𝒐𝒏𝒆𝒄𝒕𝒂𝒅𝒐𝒔 𝒆𝒏 𝒔𝒆𝒓𝒊𝒆 𝒑𝒐𝒓 𝒍𝒐 𝒕𝒂𝒏𝒕𝒐 𝑪 𝑻 = 𝑪 𝑩 𝑪 𝟑 𝑪 𝑩 + 𝑪 𝟑 = 𝟐𝟓.𝟔𝟔(𝟏𝟎) 𝟐𝟓.𝟔𝟔+𝟏𝟎 = 𝟐𝟓𝟔.𝟔 𝑭 𝟐 𝟑𝟓.𝟔𝟔 𝑭 =𝟕.𝟏𝟗 𝑭 𝐶 𝐵 + 𝑉 𝑇 − 𝐶 3 Por lo tanto el capacitor 𝑪 𝟒 , 𝑪 𝑨 𝒚 𝑪 𝟏 están conectados en paralelo y el voltaje es igual para los mismos. 𝑪 𝟒 = 𝑪 𝑨 = 𝑪 𝟏 =𝟏𝟐𝟎 𝑽 Calculando: Q= VC 𝑄 1 =120𝑉(20)=2400 C 𝑄 4 =120𝑉(5)= 600 C 𝑄 𝐴 =120𝑉(0.666)= 80.4 C 𝑆𝑒 𝑝𝑢𝑒𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑄 𝐵 𝑸 𝑩 = 𝑪 𝑩 𝑽 𝑻 𝑄 𝐵 =25.67 120 =3080.4 𝐶 𝑸 𝑩 = 𝑸 𝟑 = 𝑸 𝑻 =𝟑𝟎𝟖𝟎.𝟒 𝑪

Calculando el 𝒗 𝟑 tenemos que: 𝑽 𝟑 = 𝑸 𝟑 𝑪 𝟑 = 𝟑𝟎𝟖𝟎.𝟒 𝟏𝟎 =𝟑𝟎𝟖.𝟎𝟒 𝑽 𝑽 𝟑 = 𝑸 𝟑 𝑪 𝟑 = 𝟑𝟎𝟖𝟎.𝟒 𝟏𝟎 =𝟑𝟎𝟖.𝟎𝟒 𝑽 Como 𝑸 𝟓 𝑌 𝑸 𝟕 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛 𝑒𝑛 𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒 𝑄 5 = 𝑄 7 = 𝑄 𝐴 =𝟖𝟎.𝟒 𝑪 Calculamos directamente: 𝑽 𝟓 , 𝑽 𝟕 , 𝒀 𝑽 𝑻 Por lo tanto tenemos que: 𝑽 𝟓 = 𝑸 𝟓 𝑪 𝟓 = 𝟖𝟎.𝟒 𝟏 =𝟖𝟎.𝟒 𝑽 𝑽 𝟕 = 𝟖𝟎.𝟒 𝟐 =𝟒𝟎.𝟐 𝐕 𝑽 𝑻 = 𝑸 𝑻 𝑪 𝑻 = 𝟑𝟎𝟖𝟎.𝟒 𝟕.𝟏𝟗 =𝟒𝟐𝟕.𝟖𝟑 𝑽 𝐶 𝑇 + 𝑉 𝑇 −