Calculadora de condensadores: Q, C, V y geometría de placas
Calcula carga, capacitancia y voltaje con Q = CV, o encuentra la capacitancia de placas paralelas con C = ε₀εᵣA/d.
Introduce dos valores entre carga (Q), capacitancia (C) y voltaje (V) para resolver el tercero, o calcula desde área, separación y constante dieléctrica.
Calculadora de condensadores: Q, C, V y geometría de placas
Calcula carga, capacitancia y voltaje con Q = CV, o encuentra la capacitancia de placas paralelas con C = ε₀εᵣA/d.
Introduce dos valores entre capacitancia, voltaje y carga para resolver la tercera magnitud con Q = C × V.
Acerca de la calculadora de condensadores
Un condensador almacena energía en un campo eléctrico. La relación básica es Q = C × V: Q es carga en culombios, C capacitancia en faradios y V voltaje en voltios.
La capacitancia práctica se expresa en μF, nF o pF. El modelo de placas paralelas usa C = ε₀ × εᵣ × A / d, con ε₀ = 8.854187817 × 10⁻¹² F/m; εᵣ vale 1 en vacío, ~1.0006 en aire, 2.2 en PTFE, 4.7 en FR4 y 80 en agua.
Los condensadores almacenan energía, acoplan señales, desacoplan alimentación, fijan tiempos RC y compensan potencia reactiva. En paralelo las capacitancias se suman; en serie se combinan recíprocamente. Respeta siempre la tensión nominal, la rigidez dieléctrica y el coeficiente térmico.
Ejemplos resueltos
Tres problemas representativos que muestran la relación Q = CV y la fórmula de placas paralelas.
| Valores dados | Resultado calculado | Notas |
|---|---|---|
| C = 100 μF = 1×10⁻⁴ F, V = 12 V | Q = C × V = 1.2 × 10⁻³ C = 1.2 mC | Carga almacenada en un condensador electrolítico de 100 μF cargado a 12 V. |
| Q = 50 μC = 5×10⁻⁵ C, V = 5 V | C = Q / V = 1×10⁻⁵ F = 10 μF | Capacitancia necesaria para almacenar 50 μC a 5 V. |
| Placa: A = 0.01 m², d = 0.1 mm = 0.0001 m, εᵣ = 4.7 (FR4) | C = ε₀ × 4.7 × 0.01 / 0.0001 ≈ 4.16 nF | Capacitancia de una pista PCB de 10 cm × 10 cm sobre un plano de tierra a 0.1 mm con FR4. |
Cómo usar la calculadora de condensadores
- Elige “Carga / voltaje (Q = CV)” para magnitudes eléctricas o “Geometría de placas paralelas” para dimensiones físicas.
- En Q = CV, rellena dos campos y deja el tercero vacío; el resultado se resalta en azul.
- En placas paralelas, introduce área en m², separación en m y εᵣ; usa 1 para aire/vacío, 4.7 para FR4 y 2.2 para PTFE.
- Pulsa Calcular para ver el resultado o Restablecer para limpiar los campos.
- Todas las capacitancias están en F: 1 μF = 1×10⁻⁶ F, 1 nF = 1×10⁻⁹ F, 1 pF = 1×10⁻¹² F.
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¿Qué es la capacitancia y cómo se mide?
Es la capacidad de almacenar carga por unidad de voltaje, C = Q/V, medida en faradios; en la práctica se usan μF, nF y pF.
¿Qué es la constante dieléctrica (εᵣ)?
Indica cuánto aumenta un material la capacitancia frente al vacío; cuanto mayor es εᵣ, mayor es la capacitancia para la misma geometría.
¿Cómo se relacionan carga, corriente y voltaje?
Q = C × V e I = dQ/dt = C × dV/dt, por lo que la corriente depende de la rapidez con que cambia el voltaje.
¿Cuál es el campo eléctrico entre placas?
En placas paralelas E = V/d y σ = ε₀ × εᵣ × V / d; el límite antes de ruptura depende del dieléctrico.
¿Cómo combino condensadores?
En paralelo se suman: Ctotal = C1 + C2 + …; en serie: 1/Ctotal = 1/C1 + 1/C2 + ….
¿Qué energía almacena un condensador?
E = ½ × C × V² en julios; duplicar el voltaje cuadruplica la energía.