NO ME SALEN
   (APUNTES TEORICOS Y EJERCICIOS DE BIOFÍSICA DEL CBC)
   ELECTRICIDAD

 

 
EM1) Indique cuál de las afirmaciones siguientes es verdadera:
a) Se define la capacidad de un capacitor como la cantidad total de carga que puede almacenar.
b) La capacidad de un condensador depende de la diferencia de potencial entre sus placas.
c) Un dieléctrico insertado entre las placas de un condensador incrementa su capacidad.
d) La capacidad equivalente de dos condensadores en serie es mayor que la de cada uno por separado.
e) La capacidad equivalente de dos condensadores en paralelo es igual que la de cada uno por separado.
f) Un dieléctrico insertado entre las placas de un condensador que se mantiene conectado a su fuente disminuye la energía que almacena.
 

Ay... qué miedo... mirá como tiemblo. Son todas proposiciones sencillas de falsar o verificar. No les tenemos miedo. Despachémoslas de a una:

a) Se define la capacidad de un capacitor como la cantidad total de carga que puede almacenar. FALSO, como billete de 3 pesos. La capacidad de un capacitor se define como el cociente entre la carga almacenada y la diferencia de potencial alcanzada con esa carga:

   

 

   

Y sólo depende de consideraciones geométricas (el área de las placas y la separación entre ellas) y  del material que haya entre las placas.

Los capacitores están limitados por la diferencia de potencial con la que pueden mantener separadas las cargas (de distinto signo en cada placa). Si esa diferencia de potencial -que viene indicada en el exterior de los capacitores de venta comercial- se supera, el dieléctrico deja de comportarse como aislante, las cargas viajan de una placa a otra mediante una violenta descarga, y el capacitor hace kaput. Tiralo.

La capacidad de los capacitores se mide en Faradios. Y 1 faradio es igual al cociente entre 1 coulomb y 1 volt.

b) La capacidad de un condensador depende de la diferencia de potencial entre sus placas. Ay, mamita querida... dame paciencia. Condensador y capacitor son sinónimos... de modo que ya está contestado en la proposición anterior: FALSO.

c) Un dieléctrico insertado entre las placas de un condensador incrementa su capacidad. VERDADERO. Como muy bien te lo muestra la fórmula de construcción de los capacitores planos:

   

 

   

La capacidad es directamente proporcional a la constante dieléctrica del material insertado entre las placas, εr. O sea, si un capacitor tiene cierta capacidad sin dieléctrico, aumentará 8 veces su capacidad si entre sus placas insertás una capa de grasa, ya que la grasa posee una constante dieléctrica relativa que vale 8.

El funcionamiento es el siguiente: los materiales aislantes -o dieléctricos- no tiene cargas sueltas ni permiten el desplazamiento de cargas a través suyo. Pero sus moléculas poseen cargas positivas y negativas con cierta libertad de acción: al ingresar entre las placas cargadas de un capacitor se orientan debido a las fuerzas coulombianas y aportan su propia fuerza electrostática para estabilizar repulsión entre las cargas de cada placa. El efecto es como si acercaran las placas.

d) La capacidad equivalente de dos condensadores en serie es mayor que la de cada uno por separado. Más FALSO que el horóscopo. El capacitor equivalente de una serie de capacitores (sea de 2, o 3, o muchos más en la serie) siempre es menor que el menor de los capacitores de la serie. Después no digas que no te lo dije.

e) La capacidad equivalente de dos condensadores en paralelo es igual que la de cada uno por separado. Más FALSO que un médico iriólogo. Cuando dos (o 3, o 4, o más) capacitores se asocian en paralelo, el capacitor equivalente tiene una capacidad igual a la suma de los capacitores que integran el paralelo. Por lo tanto siempre es mayor que el mayor de los capacitores. Después no digas nobody toldme nada.

f) Un dieléctrico insertado entre las placas de un condensador que se mantiene conectado a su fuente disminuye la energía que almacena. Veamos, si el capacitor se mantiene conectado a la fuente, eso indica que la diferencia de potencial no cambia. Por otro lado, al insertar el dieléctrico la capacidad aumenta. Ahora miremos la expresión que describe la energía almacenada por un capacitor:

U = ½ C V²

Se ve claramente que -a voltaje constante- la energía es directamente proporcional a la capacidad, por lo tanto aumenta, no disminuye como dice la proposición. FALSO (como la homeopatía).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

la única VERDADERA es la c)

   
   
Desafío: ¿Qué pasará con la carga del capacitor de la proposición f)?  
   
Algunos derechos reservados. Se permite su reproducción citando la fuente. Se agradece a Cintia Perrone por el envío de una errata. Última actualización ago-11. Buenos Aires, Argentina.