Capacidad de un condensador

Un condensador eléctrico (también conocido como condensador anglicizado) es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía mediante el apoyo de un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en una situación de influencia total (es decir, todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las placas, sujetas a una diferencia de potencial, adquieren una cierta carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, sin variación de la carga total. Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga o corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente, cuando se introduce en un circuito se comporta en la práctica como un elemento «capaz» de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el período de carga, la misma energía que posteriormente produce durante el período de descarga.

Condensador plano-paralelo

En primer lugar, calculamos el campo creado por una placa plana indefinida, cargada con una densidad de carga s , aplicando la ley de Gauss.

Para una placa no definida cargada, la aplicación del teorema de Gauss requiere los siguientes pasos:

A partir de la simetría de la distribución de la carga, determinar la dirección del campo eléctrico.

La dirección del campo es perpendicular a la placa cargada, hacia fuera si la carga es positiva y hacia la placa si la carga es negativa.

Elija una superficie cerrada apropiada para calcular el flujo

Tomamos como superficie cerrada, un cilindro de base S, cuyo generador es perpendicular a la placa cargada. El flujo tiene dos contribuciones

Flujo a través de las bases de los cilindros: el campo y el vector de la superficie son paralelos.

E·S₁+E·S₂=2EScos0º=2ES

Flujo a través de la superficie lateral del cilindro. El campo E es perpendicular al vector superficie dS, el flujo es cero.

El flujo total es por tanto; 2ES

Determinar la carga que hay en el interior de la superficie cerrada

La carga (en la figura de color rojo) en el interior de la superficie cerrada vale q=s S, donde s es la carga por unidad de superficie

Aplicar el teorema de Gauss y despejar el módulo del campo eléctrico

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El campo producido por una placa infinitamente grande es constante, su dirección es perpendicular a la placa. Esta fórmula puede considerarse válida para distancias cercanas a una placa en comparación con sus dimensiones.