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LOS CONDESNSADORES

1. Funcionamiento de un condensador Un condensador se carga de electricidad según los siguientes fundamentos: Si conectamos las armaduras de un condensador como se indica en el circuito de la figura 9.3, los electrones en exceso del polo negativo de la pila se dirigirán a la armadura A, cargándola negativamente. A su vez en la parte interna de la armadura B se producirá una acumulación de cargas positivas por inducción electrostática. Por otro lado carga relativa acumulada en la parte externa de la armadura B es atraída por el polo positivo de la pila, lo que completa la carga del condensador. Una vez que esto suceda ya no habrá más movimiento de electrones a no ser que se aumente la tensión de la pila. 2. Capacidad de un condensador La propiedad que estos poseen de almacenar de mayo o a menor cantidad de electricidad. La cantidad de cargas que puede almacenar un condensador depende fundamental de la tensión aplicada entre sus armaduras y de sus características constructivas. Debe tenerse en cuenta que las cargas fluyen a las armaduras debido a la diferencia de cargas o tensión que le proporciona la pila o el generador. Cuanto mayor sea la superficie del dieléctrico menor será la distancia que separa las armaduras y mejor la calidad del aislante, mayor será la capacidad de almacenar cargas del condensador. Si llamamos Q a la cantidad de carga almacenada por el condensador C a la capacidad del condensador C a la capacidad del condensador y V a la tensión entre las armaduras resulta que: El faradio es una unidad muy grande, por lo que se utilizan submúltiplos correspondientes a su millonésima parte como ser: microfaradio, nanofaradio, picofaradio. La capacidad de un condensador es mayor cuanto más grande sea la superficie de sus armaduras ya que al aumentar la superficie de cargas enfrentadas aumenta la carga del mismo, Por otro lado la capacidad es menor cuanto mayor sea la distancia que separan a las mismas, ya que las cargas se mantiene sujetas en las armaduras gracias a la atracción que se produce entre ellas por el efecto de las diferencias de cargas. Si las distancias entre estas fueran grande, apenas habría atracción y la capacidad disminuirá. La expresión matemática que relacionan la capacidad con sus características constructivas es :

3.

Carga de un condensador

Con ayuda del circuito de la figura vamos a estudiar el proceso de la carga y descarga de un condensador. La lamparita de resistencia se ha conectada en serie con el circuito para retardar el proceso de carga. El amperímetro nos indicara la intensidad de carga y el voltímetro la tensión en que queda sometido el condensador en todo momento. Cuando el conmutador se posiciona en el punto 1 el condensador se ponen en contacto con el generador y comienza su proceso de carga. En el primer momento la diferencia de cargas que exite en el condensador es cero y por lo tanto al no haber nada que se oponga el establecimiento de la corriente, la intensidad que indicara el amperímetro en el primer momento de conexión será igual a:

Según se va cargando el condensador la tensión de este ira creciendo tal como lo podríamos comprobar con el voltímetro. En consecuencia la diferencia de potencial que existe entre el generador y el condensador se hace más pequeña y por consiguiente se ira reduciendo la intensidad de carga. Cuando el condensador alcanza la misma tensión que el generador se completa el ciclo de carga y la intensidad de corriente queda interrumpida. 4. Descarga de un condensador Al cambiar la posición de un conmutador (figura 9,8) el condensador se descarga por la lamparita.

En un primer momento la intensidad es grande, ya que el condensador tiene toda la tensión. Según se va desgastando el condensador, la tensión se va reduciendo y con ella la intensidad de la corriente. Cuando el condensador se descarga totalmente la intensidad y la tensión se anulan , tal como sea representa do en las curvas.de la descarga de la figura.

5. Constante de tiempo de carga y descarga de un condensador Se conoce como constante de tiempo al tiempo que intervine el condensador en adquirir el 63 % de la carga total. La constante de tiempo del condensador es igual al producto R*C. Esta constante es igual de válida para calcular el tiempo de descarga de un condensador. En teoría un condensador tardaría un tiempo infinito en cargarse o descargarse totalmente; en la práctica se puede comprobar que transcurrido un tiempo igual acinco constantes de tiempo se puede dar por terminado prácticamente el 100 % del proceso de carga o descarga del condensador. 6. Tensión de trabajo y de perforación del dieléctrico Es la tensión máxima que es capaz de soportar un condensador sin que se destruya su dieléctrico. La tensión de trabajo es la tensión a la que puede funcionar un condensador de una forma permanente sin sufrir daños, esta tension se encuentra ubicada en la superficie de los condensadores. Cuanta más tención de trabajo posea el condensador mayor tiene que ser el espesor del dielectrico lo que obliga a aumentar la superficie de las placas para conseguir una capacidad considerable. 7. Tipos de condensadores Existen condensadores variables a los que se puede modificar su valor capacitivo. Estudiaremos los condensadores fijos, que son los demás extendidas aplicación. -

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Condensadores de plástico: Actualmente son muy utilizados utilizan como dielectrico el poliéster y el estiroflex , su utilización tiene la ventaja de conseguir capacidades relativamente elevadas. Condensador cerámico: estos condensadores utilizan como dieléctrico compuestos cerámicos de una constante dieléctrica muy elevada.

8. Asociación de condensadores Si el condensador no dispone de capacidad o tensión de trabajo adecuado para nuestras necesidades, se pueden acoplar entre si en serie o paralelo y así conseguir las características deseadas. 

Asociación de condensadores en serie: La tensión aplicada al conjunto reparte entre los terminales de cada uno de los condensadores, de tal forma que se cumple la relación V=V+V+V cada uno de los condensadores trabaja a una tensión más baja que la aplicada al conjunto de los mismos. Sin embargo la capacidad total obtenida es inferior a cualquiera de ellos:

Como el circuito en serie no existe más que una sola intensidad y como el tiempo de carga es igual para todos los condensadores. 

Asociación en paralelo En este acoplamiento la tension ala que quedan sometidos todos los condensadores es la misma y coincide con la aplicada al conjunto de la figura,la capacidad aumenta cuando se les conecta en paralelo.

Magnetismo y electromagnetismo

1. Imanes Los materiales que son atraídos fácilmente por un imán se los conoce como materiales ferromagnéticos. Los imanes se usan para producir fuerzas mecánicas considerables, otras aplicaciones pueden ser micrófonos, altavoces, pequeños motores eléctricos.  Polos de imán: Tiene una mayor concenyracion en los extremos, esta concentración disminuye en el centro hasta desaparecer, esta concentración elevada se denomina polos magnéticos, la zona donde no hay atracion se denomina línea neutra.  Brujula : Es una aguja imantada que puede girar libremente en su eje central. Si dejamos girar la aguja imantada libremente esta se orienta hacia el polo norte terrestre y hacia el polo sur.  Clases de imanes: Se pueden encontrar imanes naturales como la magnetita, se pueden fabricar imanes artificiales a partir de sustancias ferromagnéticas las cuales pueden mantener durante mucho tiempo sus propiedades magnéticas o cuando están sometidos a una acción de campo magnético.  Teoría molecular de los imanes: Si rompemos un iman en dos , las dos partes resuñtantes son dos imanes completos con sus polos correspondientes, el mis mo procedimiento dar los mismos resultados al cual se le llama molecula magnética. Las propiedades magnéticas de los imanes se ven alteradas por la temperatura.  Campo magnético con imán: es el espacio próximo al imán en el cual son apreciables los fenómenos magnéticos originados por dicho imán, dicho campo es mas intenso en unas partes que en otra.

2.

Electromagnetismo Los imanes producen un campo magnético considerable pero muy débil. Por ello se utiliza bobinas fabricadas con conductores electricosque al ser rrecorridos por una corriente eléctrica desarrollan campos magnéticos.

 Campo magntico creado por un conductor cuando es atravezado por una corriente eléctrica : Si situamos agujas imantadas alrededor del conductor podremos observar que su orientación depende del sentido de la corriente ,para determinar el sentido de las líneas ed fuerza de una forma sencilla se aplica la regla de Maxwell.  Campo magnético en un conductor en forma de anillo: Un conductor recto produce y por lo tanto muy débil. Para conseguir el campo magnético mas fuerte se dispone del conductor en forma de anillo.  Campo magnético formado por una bobina : En una bobina el campo magnético de cada espiral se suma a la siguiente concentrándose en el campo

de la misma ,el campo resultante es uniforme en el centro del espiral y mucho mas intenso en el exterior, en los extremos de la bobina se forman polos magnéticos. 3. Magnitudes magnéticas Se utilizan para definir los campos electromagnéticos, utilizamos las magnitudes magnéticas.  Flujo magnetico : el campo magnetico se representa a travez de las líneas de fuerza , la cantidad de estas líneas se le denominan flujo magnetico.  Induccion magnetico ; Se define como la cantidad de líneas de fuerza que atraviesan perpendicularmente la unidad de superficie. Sus unidades son Tesla, y el gaus.  Fuerza magnetomotriz : Se puede decir que es la capacidad que posee la bobina que generara líneas de fuerza en un circuito magnetico, la misma aumenta la intensidad de la corriente. 4. Intensidad de campo magnético : Nos indica lo intenso que es campo magnetico la intensidade campo de una bobina depende de La fuerza magnetomotiz. 5. Reluctancia : la reluctancia de un material nos indica si este deja de establecer las líneas de fuerza en mayor o menor grado los materiales no ferromagnéticos como el aire poseen una reluctancia muy elevada. 6. Curva magnetización de saturación magnética :