Qué calcula esta herramienta
Esta calculadora determina la capacidad de un condensador ideal de placas paralelas. Un condensador de placas paralelas almacena carga eléctrica entre dos placas conductoras planas separadas por un dieléctrico aislante. Su capacidad depende únicamente de la geometría (el área de las placas y su separación) y del material dieléctrico que hay entre ellas. Se trata de física universal en unidades del SI, sin reglas que dependan del país.
Cómo usarla
Introduce la permitividad relativa del material situado entre las placas (vacío = 1, aire ≈ 1,00059, cuarzo ≈ 3,8). A continuación indica el área de las placas y la separación entre ellas, cada una con la unidad que te resulte más cómoda en los menús desplegables. La calculadora convierte todo a metros y metros cuadrados (SI) y devuelve la capacidad en faradios, junto con el mismo valor expresado en microfaradios, nanofaradios y picofaradios para mayor comodidad.
La fórmula explicada
La capacidad viene dada por $$C = \varepsilon_r \cdot \varepsilon_0 \cdot \frac{S}{d}$$ donde \(\varepsilon_r\) es la permitividad relativa (adimensional), \(\varepsilon_0 = 8{,}85418781762 \times 10^{-12}\ \text{F/m}\) es la permitividad del vacío, \(S\) es el área de las placas en metros cuadrados y \(d\) es la distancia entre las placas en metros. Cuanto mayores sean las placas o más alta la permitividad del dieléctrico, mayor será la capacidad; en cambio, una separación mayor la reduce.
Ejemplo resuelto
Tomemos aire (\(\varepsilon_r = 1{,}00059\)), un área de placa de \(S = 500\ \text{mm}^2\) y una separación de \(d = 1\ \text{mm}\). Convertimos: \(S = 500 \times 10^{-6} = 5 \times 10^{-4}\ \text{m}^2\), \(d = 1 \times 10^{-3} = 10^{-3}\ \text{m}\), de modo que \(S/d = 0{,}5\ \text{m}\). Entonces $$C = 1{,}00059 \times 8{,}85418781762 \times 10^{-12} \times 0{,}5 \approx 4{,}4297 \times 10^{-12}\ \text{F}$$ es decir, unos 4,4297 pF.
Preguntas frecuentes
¿Por qué mi resultado solo coincide de forma aproximada con el del libro de texto? Este modelo no tiene en cuenta los campos en los bordes (efecto de borde o «fringing»), por lo que es más preciso cuando las dimensiones de las placas son mucho mayores que la separación \(d\).
¿Qué pasa si dejo la separación en cero? Una separación nula implicaría dividir entre cero, así que la calculadora devuelve una capacidad de cero para \(d \le 0\); usa siempre una distancia positiva.
¿Qué valor debo usar para la permitividad relativa? Usa 1 para el vacío, aproximadamente 1,00059 para el aire y consulta la constante dieléctrica de tu aislante (por ejemplo, en torno a 3,8 para el cuarzo).
