Práctica No. 4 Capacitancia

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Práctica No. 4

Capacitancia

Integrantes del equipo:

• García Castro Alberto
• González López José de Jesús
• González Vázquez Víctor Enrique
• Hurtado Barajas Judith Yunuel

Fecha de realización de la práctica: 29 de septiembre 2017

Fecha de entrega: 6 de octubre 2017

Nombre del profesor: Reyes Vázquez Edison

Día Viernes 17:00 – 18:00 horas

Introducción

Práctica No. 5

Capacitancia

Objetivo:

Analizar el funcionamiento de un capacitor variable.

Repaso de conceptos y habilidades

Un capacitor o condensador es un dispositivo que se utiliza mucho en algunos circuitos electrónicos. Este elemento está constituido por dos cuerpos conductores separados por un aislante. Los conductores se conocen como armaduras o placas del capacitor o condensador y el aislante es su dieléctrico, ver la figura.

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Capacitancia de un capacitor. Consideremos un capacitor de placas o armaduras planas, por ejemplo, y conectemos estas a los polos de una batería, como se muestra en la figura anterior. En virtud de esta conexión, tales placas captaran carga eléctrica; la armadura A, conectada al polo positivo, recibe una carga +Q  y la armadura B, conectada al polo negativo, una carga –Q.  Decimos entonces que el condensador quedo cargado con una carga Q. Por lo tanto es fácil concluir, que en estas condiciones, entre las armaduras del capacitor hay una diferencia de potencial VAB establecida, igual a la que existe entre los polos de la batería.

También podemos observar que si el condensador se conecta a otra batería de mayor voltaje, la carga que las placas adquirirían seria mayor. Pero, se observa que para un capacitor determinado, la relación entre la carga  Q adquirida y la diferencia de potencial VAB es constante. Esta magnitud, denominada capacitancia (o capacidad) del condensador, es característica del aparato, y se representa con el símbolo C. Así pues,

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Al medir la carga en coulombs y la tensión en volts, la capacitancia resulta en farads (símbolo: F ) entonces.

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Factores que influyen en la capacitancia. Como hemos estado comentando, la capacitancia de un condensador es una constante característica del aparato, así pues, depende de ciertos factores propios del capacitor. Por ejemplo, el área de las armaduras influye en la capacitancia, la cual es tanto mayor cuanto mayor sea el valor de dicha área. En otras palabras, la capacitancia C, es proporcional al área de cada placa. Es decir,

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 Entonces, para aumentar la capacidad de un condensador debemos aumentar el área de sus armaduras.

Por otro lado también es importante mencionar que cuanto menor sea la distancia d entre las armaduras, tanto mayor será la capacitancia C  del aparato; es decir,

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Este hecho se utiliza adecuadamente en los capacitores modernos, en los cuales se emplean dieléctricos con gran poder aislante y espesor muy reducido a fin de obtener capacitancias elevadas.

Además, el valor de C  depende de la naturaleza  del dieléctrico: siendo Co la capacitancia de un capacitor sin dieléctrico (en vacío), cuando introducimos entre sus armaduras un aislante con constante dieléctrica , su capacitancia será entonces.[pic 9]

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Donde  es la constante de permitividad del espacio libre cuyo valor es:[pic 11]

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Materiales

• Capacitor variable de placas circulares

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• Vidrio

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• Plástico

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• Cartón

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• Multímetro (medidor de capacitancia)

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Procedimiento

Paso 1.- Revisamos tener los materiales en orden. Se pone el multímetro en 2 nF y conectar una terminal a cada placa del capacitor.

Paso 2.- Se debe cerrar el capacitor hasta que las placas estén a 0.5 cm, pero sin tocarse y observar la lectura en el multímetro y anotarla en la tabla en la columna correspondiente a la del aire.

Paso 3.- Se alejaron las placas de centímetro en centímetro a partir de la distancia anterior y se irán tomando las lecturas hasta obtener una separación de 11.5 cm.

Paso 4.- Se realizaron los pasos 2 y 3 interponiendo entre las placas vidrio, plástico y cartón. Los datos se dejaron de tomar hasta que se repetían 3 veces los valores.

Paso 5.-  Para la columna del vacío se utilizó la fórmula:  , donde A es el área del capacitor y d  la separación. El capacitor era circular y su radio fue de 10 cm.[pic 18]

Análisis

1. Grafique sus resultados y explique el comportamiento de sus gráficos. (distancia contra capacitancia).

En la

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