Sistema

1. Objetivos:
 Analizar la carga eléctrica en un sistema de dos condensadores
conectados en paralelo.
 Estudiar la energía eléctrica en el proceso de conexión de dos
condensadores en paralelo.
Carga eléctrica:
La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca de
algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de
atracción y repulsión entre ellas por la mediación de campos
electromagnéticos. La materia cargada eléctricamente es influida por
los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La
denominada interacción electromagnética entre carga y campo
eléctrico es una de las cuatro interacciones fundamentales de la física.
Desde el punto de vista del modelo estándar la carga eléctrica es una
medida de la capacidad que posee una partícula para
intercambiar fotones.

2. Una de las principales características de la carga eléctrica es que, en
cualquier proceso físico, la carga total de un sistema aislado siempre se
conserva. Es decir, la suma algebraica de las cargas positivas y
negativas no varía en el tiempo. Qi=Qf
La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno demostrado
experimentalmente por Robert Millikan. Por razones históricas, a los
electrones se les asignó carga negativa: –1, también expresada –e.
Los protones tienen carga positiva: +1 o +e. A los quarks se les asigna
carga fraccionaria: ±1/3 o ±2/3, aunque no se los ha podido observar
libres en la naturaleza.
Principio de Conservación de la Carga:
En concordancia con los resultados experimentales, el principio de
conservación de la carga establece que no hay destrucción ni creación
neta de carga eléctrica, y afirma que en todo proceso electromagnético la
carga total de un sistema aislado se conserva.
En un proceso de electrización, el número total de protones y electrones
no se altera, sólo existe una separación de las cargas eléctricas. Por
tanto, no hay destrucción ni creación de carga eléctrica, es decir, la carga
total se conserva. Pueden aparecer cargas eléctricas donde antes no
había, pero siempre lo harán de modo que la carga total del sistema
permanezca constante. Además esta conservación es local, ocurre en
cualquier región del espacio por pequeña que sea.
Condensador o Capacitor Eléctrico:
Un condensador eléctrico o capacitor es un dispositivo pasivo, utilizado
en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando
un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras,
generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia
total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una

3. van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío.
Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una
determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la
otra, siendo nula la variación de carga total.
Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena
carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente;
al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como un
elemento "capaz" de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el
periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo
de descarga.
Condensadores
Símbolo Electrónico
Carga y descarga de un condensador/ capacitor:
Cuando un capacitor se conecta a una fuente de energía, esta permite
que el capacitor empiece a acumular carga eléctrica en sus placas. Y así
ocurre la carga y descarga de un capacitor.

4. Capacitancia o Capacidad Eléctrica:
En electromagnetismo y electrónica, la capacidad eléctrica, también
conocida como capacitancia, es la propiedad que tienen los cuerpos para
mantener una carga eléctrica. La capacidad también es una medida de la
cantidad de energía eléctrica almacenada para una diferencia de
potencial eléctrico dada. El dispositivo más común que almacena energía
de esta forma es el condensador. La relación entre la diferencia de
potencial (o tensión) existente entre las placas del condensador y
la carga eléctrica almacenada en éste, se describe mediante la siguiente
expresión matemática:
donde:
 es la capacidad, medida en faradios (en honor al físico
experimental Michael Faraday); esta unidad es relativamente grande
y suelen utilizarse submúltiplos como el microfaradio o picofaradio.
 es la carga eléctrica almacenada, medida en culombios;
 es la diferencia de potencial (o tensión), medida en voltios.
Cabe destacar que la capacidad es siempre una cantidad positiva y que
depende de la geometría del condensador considerado (de placas
paralelas, cilíndrico, esférico). Otro factor del que depende es
del dieléctrico que se introduzca entre las dos superficies del
condensador. Cuanto mayor sea la constante dieléctrica del material no
conductor introducido, mayor es la capacidad.
Capacitor en Paralelo:
El acoplamiento en paralelo de los capacitores se realiza conectándolos
a todos a los mismos dos bornes.

5. Capacidad total en paralelo
La capacidad total (o equivalente) en paralelo se calcula sumando las
capacidades de cada uno de los capacitores.
Tensión de capacitores en paralelo
Al estar unidos todos los capacitores por un mismo conductor, se
encuentran todos a la misma diferencia de potencial (la de la tensión
aplicada) por lo tanto la tensión de cada uno es igual a la de otro e igual
a la total.

6. Carga de capacitores en paralelo
La carga total es igual a suma de las cargas almacenadas en cada
capacitor
Y cada carga puede calcularse como q = C V de cada capacitor, pero en
este caso V es la misma para todos, con lo que:
De esta manera, al ser V la misma, puede verse que las cargas que
almacena cada capacitor para una determinada tensión aplicada no son
iguales si las capacidades son distintas.
Datos:
Experimento Qi=
C1.Vi
Qf=
(C1+C2)Vf
Ui=
(C1.Vi^2)/2
Uf=
((C1+C2).Vf^2)/2
1 3010 2895,9 4530,05 2852,4615
2 6070 5894,7 18422,45 11818,8735
3 9030 8775,9 40770,45 26196,0615
4 12160 11789,4 73932,8 47275,494

7. C1 1000
C2 470
Vi Vf
3,01 1,97
6,07 4,01
9,03 5,97
12,16 8,02
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
1 2 3 4
Q(microC)
4530.05
18422.45
40770.45
73932.8
2852.4615
11818.8735
26196.0615
47275.494
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
1 2 3 4

8. Conclusión:
Observando las gráficas se puede decir que se comporta como un
sistema asilado eléctricamente, pero no es un sistema conservador, esto
se da porque al desconectar la fuente y conectar ambos condensadores,
se realiza un trabajo eléctrico que libera energía en alguna forma.