Energía almacenada en un condensador
Si se tiene un condensador, también llamado capacitor, totalmente descargado y a este se le aplica una fuente de voltaje, habrá una transferencia de energía de la fuente hacia el capacitor y en ese momento habrá energía almacenada en un capacitor.
¿Cuánta energía almacena un capacitor?
Un conocimiento ya adquirido es que:
La potencia es la capacidad que se tiene de realizar
un trabajo en una cantidad de tiempo
Nota: Recordar que trabajo y energía tienen las mismas unidades.
La fórmula: P = W/t o W = P x t, donde:
- P = potencia
- W = trabajo
- t = tiempo
Otra fórmula de potencia es: P = I x V
Una fórmula muy importante que también hay que tener en cuenta es: V = q/C, que indica que el voltaje es proporcional a la carga que hay en un capacitor.
De la fórmula de potencia P = I x V y considerando que la corriente es constante (corriente continua), entonces la potencia es proporcional al voltaje. Si el voltaje aumenta en forma lineal, la potencia aumentará igual. Ver el siguiente diagrama.
Como la potencia varía en función del tiempo, no se puede aplicar la fórmula W = P x t para calcular la energía transferida. Pero observando el gráfico, se ve que esta energía se puede determinar midiendo el área bajo la curva de la figura.
Energía almacenada en un capacitor
El área bajo la curva es igual a la mitad de la potencia en el momento “t”, multiplicada por “t”.
Entonces: W = (P x t) / 2. Pero se sabe que P = V x I. Si se reemplaza esta última fórmula en la anterior, se obtiene: W = (V x I x t) / 2, y como I x t = CV = Q, entonces para saber cuánta energía (W) hay en un capacitor usamos una de las siguientes fórmulas:
- W = (CV2/2) julios
- W = (QV/2) julios
- W = (Q2/2C) julios
donde:
- W = Trabajo (energía) en julios
- C = Capacidad en faradios
- V = voltaje en voltios en los extremos del capacitor
- Q = carga del condensador
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