Los capacitores son el modo más práctico de almacenar energía eléctrica que después uno puede aprovechar para otros fines; por ejemplo, un flashazo de luz, un mensaje nervioso. Si tenés cámara de fotos con flash tal vez recuerdes que al prenderlo se escucha un pitido muy agudo: es que se está cargando el capacitor. El silbido se va aguzando y silenciando... y en un momento se enciende el led que indica que el flash está dispuesto a ser disparado. Si lo hacés, lo que estás haciendo es habilitando un camino (la lámpara del flash) para que las cargas de signo opuesto se junten. Y lo hacen: es una fiesta.

La energía almacenada en el capacitor, U, se puede calcular fácilmente:

U = ½ Q²/ C

Y recordando la relación fundamental de los capacitores: Q = C ΔV, (frecuentemente se suprime el delta, Q = C V) podemos hallar otras dos expresiones que, en forma equivalente, permiten calcular la energía acumulada.

U = ½ C V² = ½ Q V

Tomátelo como un lindo ejercicio de aprestamiento: fijate que cada una de las expresiones se termine expresando en las mismas unidades, lógicamente, en joules.

El factor 1/2 que aparece en las expresiones de energía obedece al hecho que mientras se va cargando el capacitor la diferencia de potencial va creciendo desde cero hasta el valor máximo final de la carga. Las primeras cargas encuentran lugar fácil: es casi gratis; las últimas entran con más dificultad. En el ejercicio 07 te doy un poco más de información al respecto.

CHISMES IMPORTANTES:

• ¿Por qué las tormentas eléctricas ocurren -casi- solamente en verano? Esta pregunta se contesta a la luz de las cosas que aprendimos de los capacitores. Resulta que la superficie inferior de las nubes y la superficie mojada de la Tierra se convierten momentáneamente en placas de capacitor.

• Cuando se produce un rayo, la carga transferida de la nube a la Tierra puede llegar a los 10 C.
  
• La estabilidad de las membranas plasmáticas de todas las células se logra gracias a la fuerza atractiva de sus caras enfrentadas. Es decir, a su capacidad eléctrica. Al igual que con las nubes, separar las capas de la bicapa lipídica requiere un trabajo que el medio en el que las células viven no puede hacer. Era esperable que la "fuerza hidrofóbica" de las cadenas lipídicas no alcanzara para mantener estable la membrana, y las células lo saben. Por eso, siempre andan proveyéndose de bombas iónicas para cargar los medios -interior y exterior- en forma diferencial, y armar su capacitor. De paso, si les ha tocado ser neuronas tienen el flash cargado, listo para dispararse.

• ¿Qué es más fácil... introducir o retirar un dieléctrico del espacio interior de un capacitor?
• La bomba de sodio-potasio intercambia tres cationes Na⁺ por dos K⁺, con un gasto energético de dos moléculas de ATP y un saldo de una carga positiva enviada al exterior. ¿Cuánto vale el trabajo eléctrico de la bomba?
• ¿Qué pinta tendría un gráfico de carga en función de voltaje para el proceso de carga de un capacitor? ¿Qué significado tendría -si es que tiene alguno- el área encerrada bajo la curva?