CONSTRUCCIÓN DE UN CONDENSADOR CASERO
OBJETIVOS
Crear un condensador casero. Cargar el condensador por medio de un generador para medir su capacitancia. Comparar los datos obtenidos teóricamente con los datos experimentales. Calcular el error porcentual presente en la práctica.
INTRODUCCIÓN Casi todos los circuitos electrónicos están basados en la existencia de varios tipos de "condensadores eléctricos" o "capacitores". Sin su invención no se hubiesen podido desarrollar una infinidad de circuitos sintonizados tal como los conocemos, como por ejemplo los sistemas de radio, televisión, teléfonos, detectores de metales y equipos de audio. Se llama condensador a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El condensador está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios. Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente ni corriente eléctrica, sino eléctrica, sino simplemente energía simplemente energía mecánica latente; al ser introducido en un circuito un circuito se comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacenar la energía la energía eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga. Los condensadores pueden conducir corriente continua durante sólo un instante, aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Es por esta propiedad lo convierte en dispositivos muy útiles cuando se debe impedir que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito eléctrico. MARCO TEÓRICO CONDENSADOR ELECTRICO: Un condensador es un dispositivo pasivo, dispositivo pasivo, utilizado en electricidad en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía energía sustentando un campo un campo eléctrico. Está eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia de influencia total (esto es, que todas las líneas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. el vacío. Las placas, sometidas a una una diferencia de potencial, potencial, adquieren una
determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total.
CAPACITANCIA: Es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacitancia también es una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para un potencial eléctrico dado. El dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el condensador. La relación entre la diferencia de potencial (o tensión) existente entre las placas del condensador y la carga eléctrica almacenada en éste, se describe mediante la siguiente expresión matemática: Donde:
es la capacidad, medida en faradios (en honor al físico experimental Michael Faraday); esta unidad es relativamente grande y suelen utilizarse submúltiplos como el microfaradio o picofaradio. es la carga eléctrica almacenada, medida en culombios; es la diferencia de potencial (o tensión), medida en voltios.
Cabe destacar que la capacidad es siempre una cantidad positiva y que depende de la geometría del condensador considerado (de placas paralelas, cilíndrico, esférico). Otro factor del que depende es del dieléctrico que se introduzca entre las dos superficies del condensador. Cuanto mayor sea la constante dieléctrica del material no conductor introducido, mayor es la capacidad. C= K* E* A/d
Donde:
K= constante dieléctrica E0= permisividad del vacío 8,85*10-12 F/m
DIELÉCTRICO: Se denomina dieléctrico al material mal conductor de electricidad, por lo que puede ser utilizado como aislante eléctrico, y además si es sometido a un campo eléctrico externo, puede establecerse en él un campo eléctrico interno, a diferencia de los materiales aislantes con los que suelen confundirse. Todos los materiales dieléctricos son aislantes pero no todos los materiales aislantes son dieléctricos. Algunos ejemplos de este tipo de materiales son el vidrio, la cerámica, la goma, la mica, la cera, el papel, la madera seca, la porcelana, algunas grasas para uso industrial y electrónico y la baquelita. La introducción de un dieléctrico en un condensador aislado de una batería, tiene las siguientes consecuencias:
Disminuye el campo eléctrico entre las placas del condensador. Disminuye la diferencia de potencial entre las placas del condensador, en una relación Vi/k. Aumenta la diferencia de potencial máxima que el condensador es capaz de resistir sin que salte una chispa entre las placas (ruptura dieléctrica). Aumento por tanto de la capacidad eléctrica del condensador en k veces. La carga no se ve afectada, ya que permanece la misma que ha sido cargada cuando el condensador estuvo sometido a un voltaje.
EQUIPO Y MATERIAL UTILIZADO Mulltimetro
Papel parafinado
Dos cables
Papel Aluminio
Caucho
PRECAUCIONES
Humanas: No se presentaron precauciones. Equipos: Al hacer el condensador se debe tener en cuenta que las laminas de papel aluminio no se pueden tocar por lo tanto el dieléctrico debe ser más grande que el conductor (papel aluminio). La longitud de los cables debe ser la suficiente para poder tomar capacitancia del condensador en el multimetro.
Experimentales: No se deben tocar los cables del condensador ya que este se descarga inmediatamente. La medida de la capacitancia debe ser tomada lo más rápido posible ya que el condensador se descarga y la medida será menos exacta.
PROCEDIMIENTO Se tomaron dos laminas de papel aluminio del mismo tamaño, a estas en las esquinas se les colocaron los cables, después se tomó el papel parafinado (dieléctrico), y se puso entre las laminas teniendo en cuenta que las placas de papel aluminio no entraran en contacto para finalmente enrollarlas. Después cargamos el capacitor a una batería de 5 V y se procedió a medir la capacitancia en el multimetro.
RESULTADOS Datos experimentales:
Batería: 5 v Grosor del papel: 5*10-5 m Largo del papel: 0.296 m Ancho del papel: 0.05 m Capacitancia experimental: 6 nF
Datos teóricos: Área= B*A A= 0.296m * 0.05m = 0.0148m2 Capacitancia= K* E* A/d
C=
K= constante dieléctrica, papel parafinado: 2.5 E0= permisividad del vacío 8,85*10-12 F/m A= área D= distancia
= 6.55 * 10 -9 F
Capacitancia teórica= 6.5490 nF
Error %=
= 8.4 %
APLICACIONES Los condensadores eléctricos tienen muchas aplicaciones, entre las cuales se encuentra:
Baterías, por su cualidad de almacenar energía. Memorias, por la misma cualidad.
Filtros. Adaptación de impedancias, haciéndolas resonar a una frecuencia dada con otros componentes. De modular AM, junto con un diodo. El flash de las cámaras fotográficas. Tubos fluorescentes. Mantener corriente en el circuito y evitar caídas de tensión.
CONCLUSIONES
Se construyó un condensador casero.
Se cargó el condensador por medio de una batería de 5V.
Al compararse la capacitancia obtenida experimentalmente (6 nF), con la capacitancia teórica (6.55 nF), se puede observar una diferencia de 0.55 nF, por lo que se deduce que el condensador, cuando se tomó la medida, estaba descargándose. El error porcentual de la practica fue de 8.4%, de donde se infiere que la medida se tomó lo suficientemente rápido, puesto que el condensador aun tenia la mayor parte de la carga que se le proporcionó inicialmente.
BIBLIOGRAFIA: http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/Campoelectrico/Electrico11.htm
http://dcb.fic.unam.mx/users/rigelgl/Web_AdC/Recursos_multimedia_archivos/Capacito res_inductores_B4.pdf
