Capacidad Eléctrica

Física. 5º Año
Lcdo. Eleazar J. García
Capacidad Eléctrica
Condensador Eléctrico: es un dispositivo que almacena energía eléctrica. Está compuesto por un
par de superficies conductoras y separadas por un aislante.
El aislante puede ser: aire, papel parafinado, mica, cristal, etc. y cada superficie conductora está
dotada de carga eléctrica de igual magnitud pero de signos contrarios
A continuación se muestra la representación de un condensador eléctrico.
Capacidad Eléctrica de un Condensador: es la razón entre la magnitud de la carga que posee uno
de las superficies conductoras y la diferencia de potencial entre ambas, es decir, la capacidad es
proporcional a la carga e inversamente proporcional a la diferencia de potencial.
q
C
V
C : La capacidad del condensador.

Siendo: q: La carga que poseecada superficie conductora.
V : La diferencia de potencial entre las superficias.

Unidades de Capacidad Eléctrica: en el sistema M.K.S. la unidad para medir la capacitancia, se
denomina FARADIO, siendo:
1Coulomb
1 Faradio 
1 Voltio
En el sistema c.g.s. la unidad para medir la capacitancia de un condensador es el Statfaradio,
siendo:
1Statcoulomb
1 Statfaradio 
1 Statvoltio
Ahora, 1 Coulomb = 3 · 109 Statcoulomb y 1 Voltio = 1/300 Statvoltios, por lo tanto:
1 Faradio 
1Coulomb 3 ·109 Statcoulomb
Statcoulomb

 3·300·109
 9·1011 Statfaradios
1
1 Voltio
Statvoltio
Statvoltio
300
Entonces:
1 Faradio = 9 · 1011 Statfaradios.
Definición de Faradio: un Faradio es la capacidad de un conductor que adquiere la carga de un
coulomb cuando se le aplica una tensión de un voltio.
Condensador de Láminas Paralelas: un condensador de láminas paralelas se compone de dos
láminas conductoras A y B, las cuales tienen cargas iguales pero de signos contrarios, separadas
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por una distancia muy pequeña.
La diferencia de potencial entre las placas es de VB – VA. La capacidad es el cociente entre la carga
(q) y la diferencia de potencial (VB – VA):
q
C
 a
vB  VA
Si hay una diferencia de potencial VB – VA se genera un campo eléctrico de intensidad (E) entre las
láminas, siendo:
b 
VB  VA  E·d
El campo, creado en el condensador de carga (q) de dos láminas paralelas cuyas áreas es (S), viene
dada por la ecuación:
q
E
c
K·  0 ·S
Sustituyendo (c) en (b) obtenemos:
q· d
VB  VA 
K·  0 ·S
 d
Sustituyendo (d) en (a) nos queda:
S
C  K·  0 ·
e
d
Para calcular la capacidad de un condensador de láminas paralelas con dieléctrico (aislante) se
utiliza la ecuación (e):
C  K · 0 ·
S
d
K : es la cons tante dieléctrica de la sus tancia entre las placas.

2
  8,85· 10 12 C .
0
donde: 
N · m2
S : esel área de cada placa.

d: separación entre las placas(espesor del aislante).
Equivalencias de Constantes Dieléctricas
Aire
Agua
Bakelita
Caucho
Ebonita
Madera
1
78
4,5 a 5,5
2 a 3,5
2,8
2,5 a 7,7
Mica
Parafina
Papel
Porcelana
Polietileno
Vidrio
2,5 a 6,6
2 a 2,5
2 a 3,5
6 a 8
2,3
4,5 a 9,9
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Energía Potencial Eléctrica de un Condensador: la energía potencial eléctrica de un condensador
se encuentra almacenada en forma de energía producida por un campo eléctrico entre las placas
del condensador.
Las ecuaciones que nos permiten calcular la energía potencial eléctrica de un condensador son las
siguientes:
W
1
· q· V
2
W
1
· C · V2
2
W
1 q2
·
2 C
Ejercicios
Se tiene un condensador plano con armaduras de 0,08 m2 de área y están separadas por una
lámina de ebonita de 4 mm de espesor. Si le aplicamos a dicho condensador una diferencia de
potencial de 1000 Voltios.
Determinar:
a) De cuántos faradios es el condensador.
b) La carga que tiene cada lámina.
c) La intensidad del campo eléctrico.
c) La energía potencial eléctrica almacenada en el condensador.
Solución:
Datos e incógnitas:
S = 0,08 m2
K = 2,8
d = 4 mm = 4 · 10-3 m
 0  8,85· 1012
2
C
N · m2
Como el condensador es de láminas paralelas y con dieléctrico
se usa la fórmula: C  K ·  0 ·
S
d
V = 1000 Volt
C=?
q=?
E=?
W =?
C  2,8 · 8,85·10 12
C2 0,08m2
·
N·m2 4·10 3 m
C  4,95 · 10 10 Faradios.
Para calcular la carga de las láminas se emplea la ecuación:
q
C  . Despejando q y sustituyendo nos queda:
V
q  C · V  4,95 · 1010 Faradios· 1000 Voltios
q  4,95 · 107 Coulomb.
Para calcular la intensidad del campo eléctrico usamos la ecuación:
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VB  VA  E·d. Despejando E y sustituyendo nos queda:
VB  VA 1000 Volts

d
4·10 3 m
N
E  250000 .
C
E
Para calcular la energía potencial almacenada podemos emplear la ecuación:
1
W  · q · V. Sustituyendo nos queda:
2
1
W  · 4,95 · 10 7 Coulomb · 1000 Voltios
2
W  2,475·10 4 Joules.
Ejercicios propuestos.
1) El área de cada lámina de un condensador plano es 0,04 m2. Si la separación entre las láminas
es 1 mm en el vacío. ¿Qué carga adquieren las láminas cuando la diferencia de potencial entre
ellas es 800 Volts? ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico?
2) Un condensador de 25 · 10-14 Faradios tiene una carga eléctrica de 10 · 10-6 coulomb. Calcular la
diferencia de potencial entre sus armaduras y la intensidad de campo eléctrico, si entre sus
armaduras hay una distancia de 5 milímetros.
3) Un condensador plano está formado por dos discos circulares iguales de diámetro 4 cm,
separados por un vidrio de 1 mm de espesor. Calcular:
a) La capacidad del condensador.
b) La carga del condensador al someterlo a la diferencia de potencial de 2000 Volts.
c) La energía potencial eléctrica almacenada por el condensador cargado.
4) Un condensador plano está formado por dos láminas metálicas de 60 cm 2 de superficie
separadas 4 mm y entre las cuales se ha practicado el vacío. Al cargar el condensador sus
armaduras adquieren cargas de valor numérico 5 · 10-8 C. Calcular la diferencia de potencial entre
las armaduras.
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