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LA CORRIENTE DE DESPLAZAMIENTO DE MAXWELL
En el proceso de carga de un condensador, las superficies S1 y S2
están delimitadas por la misma curva C. La ley de Ampere dará
resultados diferentes según tomemos S1 o S2 para calcular la
intensidad encerrada por la curva.
La incongruencia anterior queda resuelta introduciendo en la ley
de Ampere la corriente de desplazamiento de Maxwell: una
variación temporal del campo eléctrico genera un campo
magnético.
Sabemos que existe una corriente de conducción IC que penetra por la lámina de la
izquierda, pero no existe una corriente de conducción que salga de ella. Existe una
corriente de conducción que sale de la lámina de la derecha, pero no la hay que
penetre.
Mientras el condensador se carga, el campo E está variando (lo mismo que e IC):
Definimos una densidad de corriente efectiva jD, que no corresponde a una
corriente eléctrica real (nótese que entre las placas del condensador no existe
transporte de cargas), tal que IC = jDA, y sería:
Maxwell llamó a esta corriente efectiva "corriente de desplazamiento", y corresponde al
término
de la ley de Ampère-Maxwell.
Campo creado por dos placas planas
cargadas con cargas iguales y opuestas.
En un condensador formado por dos placas
iguales de área S, separadas una distancia d,
pequeña en comparación con las dimensiones
de las placas. El campo se cancela en la región
del espacio situado fuera de las placas, y se
suma en el espacio situado entre las placas.
Por tanto, solamente existe campo entre las
placas, siendo despreciable fuera de las
mismas.
Los condensadores eléctricos, consisten en dos láminas conductoras paralelas
separadas por un aislante o dieléctrico (aire, papel mica, etc.). Su importancia
radica en que tienen la capacidad de almacenar energía eléctrica.
Esta capacidad de acumular carga
eléctrica (que se mide en farad o
faradio, F) es una constante del
condensador, que depende de
parámetros geométricos y físicos.
Cuando se dice que el condensador
está "cargado", significa que posee la
carga eléctrica máxima que el
circuito al que esté conectado le
pueda suministrar. Pero el
condensador podría seguir
cargándose hasta el voltaje máximo
(ΔV)max (o "voltaje de ruptura") que
pueda tener sin destruirse. Este es el
otro parámetro importante del
condensador.
Como el campo es constante, la diferencia de potencial entre las placas se
calcula multiplicando el módulo del campo por la separación entre las mismas.
El área del rectángulo sombreado en la figura.
La capacidad del condensador plano-paralelo será
donde Q=s S es la carga total de la placa del condensador.
Como podemos apreciar la capacidad del condensador solamente depende de
su geometría, es decir, del área de las placas S y de la separación entre las
mismas d.