¿Qué es la capacitancia?

Hoy quiero ayudarte a comprender ¿Qué es la capacitancia? y la importancia que tiene en un capacitor, espero ser claro y no hacerte bolas en este tema y al final si crees que te ha sido útil espero me ayudes compartiendo en tus redes sociales.

Definición de capacitancia

Vayamos al grano y sin titubear, aquí te dejo mi definición de capacitancia:

La capacitancia eléctrica es una propiedad única que posee un componente o circuito eléctrico para almacenar energía en forma de carga eléctrica y se representa con la letra «C».

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La capacitancia siempre será una cantidad positiva y depende de la forma y geometría del capacitor o conductores.

Capacitores y capacitancia

¿Qué te aparecido? Como puedes observar la capacitancia esta relacionada estrechamente con un capacitor, no obstante, esta presente en muchos otros lugares y componente, es por esto, que siempre debemos tener cuidado con esta propiedad al momento de diseñar.

Un capacitor o también conocido como condensador son componentes que almacenan energía, y lo hacen a través de dos placas de material conductor separadas por un material dieléctrico.

Esta configuración de placas y dieléctrico permite a los condensadores almacenar energía en forma de carga eléctrica y por lo tanto esta presente la capacitancia, el tipo de material dieléctrico y la distancia entre las placas determinan el valor de la capacitancia presente en el capacitor.

Unidades de capacitancia

¿Para qué sirve la capacitancia? esta pregunta seguramente ya la puedes responder después de la definición y datos que te he dado, no obstante, para que quede mas claro es importante comprender que a la capacitancia la podemos expresar como la relación entre la carga eléctrica que posee un conductor y la diferencia de potencial que esta presente entre dos conductores.

La unidad de la capacitancia la medimos en faradios, donde un faradio = Coulomb/Volt según el Sistema Internacional de Unidades y la podemos representar por la letra «F», esto en honor al físico inglés Michael Faraday. No obstante, el faradio es una unidad bastante grande para efectos prácticos, ya que, un faradio indicaría que tenemos una gran capacitancia.

Dicho lo anterior, cuando estés diseñando algún proyecto encontrarás capacitores con fracciones de capacitancia, la cual ronda entre los microFaradios (uF) a picoFaradios (pF), o quizá te topes con los llamados supercapacitores quienes son capaces de almacenar enormes cantidades de carga eléctrica en rangos de miles de faradios, aunque te soy honesto, solo los encontrarás en aplicaciones muy especificas.

Factores que afectan o aumentan la capacitancia

Existen tres factores que principalmente aumentan la capacitancia, por ejemplo:

  • Si las placas están mas cerca entre si la capacitancia aumentara y por lo contrario si se alejan las capacitancia disminuirá.
  • Placas mas grandes aumentan el valor de la capacitancia.
  • El material dieléctrico es un facto determinante y directamente defina la capacitancia.

Formula de la capacitancia

A continuación veremos las formulas de la capacitancia en diferentes casos.

Formula de la capacitancia en un conductor

Formula de la capacitancia

Donde

  • C es la capacitancia en Coulomb/Volt
  • Q es la carga eléctrica de un conductos en Coulomb
  • V es el potencial eléctrico medido en volts

Formula de capacitancia en un capacitor

En un condensador la capacitancia se representa en un ecuación diferencial y esto se hace derivando la ecuación que vimos anteriormente de un conductor.

Ecuación diferencial de la capacitancia en un condensador

Donde C es la capacitancia representad como

Capacitancia en un capacitor

En donde cada valor significa:

  • A es el área de las placas en metros cuadrados
  • ε es la permitividad
  • d es la distancia entre las placas en metros

Formula de la capacitancia en una esfera

Ahora, si lo que tenemos es una esfera conductora la formula de la capacitancia se expresa de la siguiente manera:

Formula de la capacitancia en una esfera conductora

Donde

  • C es la capacitancia
  • εo = 8.85 x 10 -12 C2/ N.m2
  • r es el radio de la esfera en metros (m)

Usualmente esta formula va ligada a lo que se conoce como capacidad mutua y auto capacidad:

  • La capacitancia mutua, es la forma en que se abrevia el termino de capacidad entre dos conductores cercanos, por ejemplo, las placas de un capacitor.
  • La auto-capacitancia, es la cantidad de carga eléctrica que se debe agregar a un conductor aislado para aumentar su potencial.

Circuitos de capacitores

Aquí te dejo este otro post donde puedes practicar un poco analizando las topologías de capacitores en serie y paralelo.

Es por ello que se toma como referencia teórica una esfera hueca conductora, de radio infinito pero centrada en el conductor.

Espero que este post te haya ayudado y aclarado alguna duda, gracias por leerme y compartir.

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Juan Carlos G - Capacitores .Net

Juan Carlos G.

Electrónica y desarrollo de software


Estudie Electrónica en la UNAM y me encanta hablar y publicar estos temas para ayudar a los demás a comprender ciertos temas que muchas veces son complicados de entender. Espero que este blog, el cual lo he dedicado a hablar de los Capacitores y productos relacionados a este componente, te sea de gran ayuda, amigo o amiga electrónica.

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