Condensadores: carga, tensión y energía almacenada

Comprende la idea

Antes de empezar: Tensión, corriente, potencia y notación científica.

Un condensador ideal de capacitancia constante relaciona la magnitud de carga separada en sus placas con la tensión: Q = CV. Una placa tiene +Q y la otra −Q; Q no es la carga neta total del conjunto. La capacitancia se mide en farads: 1 $F=1$ $\frac{C}{V}$, donde C como unidad significa coulomb.

Una relación dinámica

Con convención pasiva, $i=C$ dv/dt. La corriente depende de qué tan rápido cambia la tensión, no solo de su valor. Una tensión constante sobre el condensador ideal implica corriente cero a través de ese elemento en régimen permanente.

Esto no significa que nunca haya corriente en una rama con condensador. Durante una carga o descarga, la tensión cambia. Con corriente finita, la tensión del condensador no salta instantáneamente.

Energía

La energía almacenada es E = CV²/2 para el modelo lineal ideal. Es no negativa y depende del cuadrado de la tensión. Duplicar V cuadruplica E si C se mantiene igual.

Unidades pequeñas

Un microfarad equivale a ${10}^{-6}$ F. Convierte antes de calcular si quieres obtener coulombs o joules en unidades básicas. No confundas microfarads con milifarads, que equivalen a ${10}^{-3}$ F.

Vamos con un ejemplo

Conecta y aplica

En una simulación, compara la energía del mismo condensador a 5 V y 10 V. La segunda será cuatro veces mayor. Estos valores ideales no especifican límites de tensión, polaridad ni otras condiciones de un componente físico.

Un detalle que importa: El símbolo C puede representar capacitancia o la unidad coulomb según su posición. Escribe las unidades completas cuando esa coincidencia pueda confundir.