Contenidos de aprendizaje
Funciones
Descubra
Los condensadores se utilizan habitualmente para almacenar energía eléctrica y liberarla cuando es necesario. Almacenan energía en forma de energía potencial eléctrica. ¿Pero, dónde la guardan? ¿Cuánto tiempo puede estar ahí? Te daremos respuesta a todas estas preguntas a lo largo del artículo.
Millones de tarjetas didácticas para ayudarte a sobresalir en tus estudios.
Regístrate gratis¿Cuál es el símbolo de la carga de un condensador?
Un condensador de \(30\,\,\mathrm{mF}\) tiene una carga de \(0.2\) Coulombs. ¿Cuánta energía se almacena en el condensador?
¿Para qué se usa un condensador?
La energía almacenada en un condensador es de \(20 \,\,\mathrm{J}\), y la tensión en el condensador es de \(20 \,\,\mathrm{V}\). ¿Cuál es la capacitancia del condensador?
¿Cuál es la unidad de la capacitancia?
¿Qué ecuación se utiliza para calcular la carga de un condensador?
Un condensador de \(20\,\,\mathrm{mF}\) tiene un voltaje de \(10\,\,\mathrm{V}\). ¿Cuánta energía se almacena en el condensador?
Si la variación de voltaje en un condensador está dada por \(V\), ¿cuál es la tensión media en el condensador durante el proceso de carga?
¿Cuál es el símbolo de la carga de un condensador?
Un condensador de \(30\,\,\mathrm{mF}\) tiene una carga de \(0.2\) Coulombs. ¿Cuánta energía se almacena en el condensador?
¿Para qué se usa un condensador?
La energía almacenada en un condensador es de \(20 \,\,\mathrm{J}\), y la tensión en el condensador es de \(20 \,\,\mathrm{V}\). ¿Cuál es la capacitancia del condensador?
¿Cuál es la unidad de la capacitancia?
¿Qué ecuación se utiliza para calcular la carga de un condensador?
Un condensador de \(20\,\,\mathrm{mF}\) tiene un voltaje de \(10\,\,\mathrm{V}\). ¿Cuánta energía se almacena en el condensador?
Si la variación de voltaje en un condensador está dada por \(V\), ¿cuál es la tensión media en el condensador durante el proceso de carga?
Achieve better grades quicker with Premium
Geld-zurück-Garantie, wenn du durch die Prüfung fällst
Did you know that StudySmarter supports you beyond learning?
Review generated flashcards
Comienza a aprender o crea tus propias tarjetas de aprendizaje con IA
Equipo de profesores de Energía almacenada en un condensador
¡Gracias por tu interés en el aprendizaje por audio!
Esta función aún no está lista, pero nos encantaría saber por qué prefieres el aprendizaje por audio.
¿Por qué prefieres el aprendizaje por audio? (opcional)
Enviar comentariosUn condensador es un dispositivo altamente empleado en la electrónica, porque es capaz de almacenar energía eléctrica. ¡Veamos su definición!
Un condensador es un dispositivo que almacena energía potencial eléctrica en un campo eléctrico.
En el interior de un condensador hay dos placas metálicas de un material conductor, como el aluminio. Estas placas están separadas por un material aislante, también conocido como dieléctrico.
Un material dieléctrico es un material no metálico, con fuerte resistividad y altamente aislante. Por tanto, los dieléctricos son materiales no conductores que son capaces de almacenar cargas eléctricas.
La capacitancia es la capacidad de un condensador para almacenar carga; la cual se mide en faradios (\(\mathrm{F}\)).
Los condensadores suelen usarse junto con otros componentes del circuito para producir un filtro que permita el paso de algunos impulsos eléctricos y bloquee otros.
Fig. 1: Existen diferentes tipos de condensadores y de diferentes tamaño.
Los condensadores están formados por dos placas conductoras y un material aislante entre ellas. Cuando se conecta un condensador a un circuito, el polo positivo de la fuente de tensión empieza a empujar los electrones de la placa a la que está conectado. Estos electrones empujados se reúnen en la otra placa del condensador, haciendo que se almacene un exceso de electrones en la placa.
Fig. 2: Diagrama de un condensador cargado.
El exceso de electrones en una placa y su correspondiente falta en la otra provocan una diferencia de energía potencial (diferencia de tensión) entre las placas. Idealmente, esta diferencia de energía potencial (carga) permanece, a menos que el condensador comience a descargarse para suministrar tensión de nuevo al circuito.
Sin embargo, en la práctica, no existen condiciones ideales, y el condensador empezará a perder su energía una vez que se saque del circuito. Esto se debe a lo que se conoce como corrientes de fuga fuera del condensador, que es una descarga no deseada del condensador.
El tiempo que un condensador puede almacenar energía depende de la calidad del material dieléctrico entre las placas. La cantidad de energía que almacena un condensador (su capacitancia) viene determinada por la superficie de las placas conductoras, la distancia entre ellas y el dieléctrico que las separa.
Esto se expresa de la siguiente manera:
\[C=\dfrac{\epsilon_0\cdot A}{d}.\]
Donde:
La siguiente tabla indica el efecto del material dieléctrico sobre la energía almacenada por el condensador.
| Material | Constante dieléctrica |
| Aire | \(1,0\) |
| Vidrio (ventana) | \(7,6-8\) |
| Fibra | \(5-7,5\) |
| Polietileno | \(2,3\) |
| Baquelita | \(4,4-5,4\) |
Tabla 1: Condensadores: constante dieléctrica para diferentes materiales.
La energía almacenada en un condensador es energía potencial eléctrica, y está relacionada con la carga (\(Q\)) y la tensión (\(V\)) del condensador.
Para escribir la fórmula que describe la energía almacenada en un condensador, comencemos recordando la ecuación de la energía potencial eléctrica (\(\Delta E_P\)):
\[\Delta E_P =q \cdot \Delta V\]
Esta ecuación se utiliza para la energía potencial (\(\Delta E_P\)) de una carga (\(q\)) al atravesar una diferencia de tensión (\(\Delta V\)). Cuando se coloca la primera carga en el condensador, esta experimenta un cambio de \(\Delta V=0\) porque el condensador tiene tensión cero cuando no está cargado.
La tensión media en un condensador durante el proceso de carga es \(V/2\), que es también la tensión media experimentada por la carga final:
\[E_{\text{cond}}=\dfrac{Q\cdot V}{2}\]
Aquí,
Podemos expresar esta ecuación de diferentes maneras. La carga de un condensador se obtiene de la ecuación \(Q = C\cdot V\), donde \(C\) es la capacidad del condensador, en faradios. Si ponemos esto en la última ecuación, obtenemos:
\[E_{\text{cond}}=\dfrac{Q\cdot V}{2}=\dfrac{C\cdot V^2}{2}=\dfrac{Q^2}{2\cdot C}\]
Cuando el condensador está completamente cargado, la carga final que se almacena en el condensador experimenta un cambio de tensión de \(\Delta V=V\).
Veamos un par de ejemplos donde emplearemos las fórmulas vistas en el apartado anterior.
Un desfibrilador cardíaco está dando \(6,00 \cdot 10^2 \,\,\mathrm{J}\) de energía, al descargar un condensador, que inicialmente está a \(1,00 \cdot 10^3 \,\,\mathrm{V}\). Determina la capacitancia del condensador.
Solución:
Se conocen la energía del condensador (\(E_{\text{cond}}\)) y su tensión (\(V\)). Como necesitamos determinar la capacitancia, tenemos que utilizar la ecuación correspondiente:
\[E_{\text{cond}}=\dfrac{C\cdot V^2}{2}\]
Resolviendo para la capacitancia (\(C\)), obtenemos:
\[C=\dfrac{2\cdot E_{\text{cond}}}{V^2}\]
Sumando las variables conocidas, tenemos:
\[C=\dfrac{2\cdot(6\cdot 10^2\,\,\mathrm{J})}{(1\cdot 10^3\,\, \mathrm{V})^2}=1,2\cdot 10^{-3}\,\, \mathrm{F}\]
Hagamos uno, ahora, para calcular la energía.
Se sabe que la capacidad de un condensador es de \(2,5 \,\,\mathrm{mF}\), mientras que su carga es de 5 culombios. Determina la energía almacenada en el condensador.
Solución:
Como la carga (\(Q\)) y la capacitancia (\(C\)) están dadas, aplicamos la siguiente ecuación:
\[E_{\text{cond}}=\dfrac{Q^2}{2\cdot C}\]
Sumando las variables conocidas, obtenemos:
\[E_{\text{cond}}=\dfrac{(5\,\,\mathrm{C})^2}{2(2,5\cdot 10^{-3}\,\,\mathrm{F})}=5000\,\,\mathrm{J}\]
Regístrate gratis para acceder a todas nuestras tarjetas.
¿Qué energía almacena un capacitor (condensador)?
Un capacitor almacena energía eléctrica.
¿Cuál es la fórmula para calcular la capacidad de un condensador?
C=ε0 A/d
¿Cuál es la unidad de capacidad de un condensador?
La unidad de capacidad de un condensador son los faradios (F).
¿Cuál es la fórmula para calcular la energía almacenada un capacitor?
La ecuación para determinar la energía almacenada en el condensador es:
E=QV/2
¿Cómo se almacena la energía en un capacitor?
Cuando se conecta un condensador a un circuito, el polo positivo de la fuente de tensión empieza a empujar los electrones de la placa a la que está conectado. Estos electrones empujados se reúnen en la otra placa del condensador y hacen que se almacene un exceso de electrones en la placa.
At StudySmarter, we have created a learning platform that serves millions of students. Meet the people who work hard to deliver fact based content as well as making sure it is verified.
Lily Hulatt is a Digital Content Specialist with over three years of experience in content strategy and curriculum design. She gained her PhD in English Literature from Durham University in 2022, taught in Durham University’s English Studies Department, and has contributed to a number of publications. Lily specialises in English Literature, English Language, History, and Philosophy.
Get to know Lily
Gabriel Freitas is an AI Engineer with a solid experience in software development, machine learning algorithms, and generative AI, including large language models’ (LLMs) applications. Graduated in Electrical Engineering at the University of São Paulo, he is currently pursuing an MSc in Computer Engineering at the University of Campinas, specializing in machine learning topics. Gabriel has a strong background in software engineering and has worked on projects involving computer vision, embedded AI, and LLM applications.
Get to know Gabriel
StudySmarter es una compañía de tecnología educativa reconocida a nivel mundial, que ofrece una plataforma de aprendizaje integral diseñada para estudiantes de todas las edades y niveles educativos. Nuestra plataforma proporciona apoyo en el aprendizaje para una amplia gama de asignaturas, incluidas las STEM, Ciencias Sociales e Idiomas, y también ayuda a los estudiantes a dominar con éxito diversos exámenes y pruebas en todo el mundo, como GCSE, A Level, SAT, ACT, Abitur y más. Ofrecemos una extensa biblioteca de materiales de aprendizaje, incluidas tarjetas didácticas interactivas, soluciones completas de libros de texto y explicaciones detalladas. La tecnología avanzada y las herramientas que proporcionamos ayudan a los estudiantes a crear sus propios materiales de aprendizaje. El contenido de StudySmarter no solo es verificado por expertos, sino que también se actualiza regularmente para garantizar su precisión y relevancia.
Aprende másGuarda las explicaciones en tu espacio personalizado y accede a ellas en cualquier momento y lugar.
Regístrate con email Regístrate con AppleAl registrarte aceptas los Términos y condiciones y la Política de privacidad de StudySmarter.
¿Ya tienes una cuenta? Iniciar sesión
Regístrate para poder subrayar y tomar apuntes. Es 100% gratis.
La primera app de aprendizaje que realmente tiene todo lo que necesitas para superar tus exámenes en un solo lugar.
¿Ya tienes una cuenta? Iniciar sesión
La primera plataforma de aprendizaje con todas las herramientas y materiales de estudio que necesitas.
Resumenes 
Flashcards 
StudySmarter AI 
Apuntes 
Plan de estudios 
Sets de estudio 
Repeticion espaciada 
Exámenes 
Magazine 
Hacer carrera 
Formacion Profesional 
Mobile App 
