Descripción: Problemas de Electrocinética y Electromagnetismo, nivel UNI
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Descripción: Electromagnetismo2
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Informe de laboratorio para electromagnetismo I. Universidad de concepción
Descripción: algunos ejercicios de electromagnetismo sobre la ley de coulomb
Descripción: Geofísica Electromagnetismo
PRÁCTICA 4
RELACIÓN DE LA CAPACITANCIA CON EL MEDIO
Objetivos generales 1. Estudiar el comportamiento de la capacitancia utilizando diferentes dieléctricos. 2. Estudiar el comportamiento del capacitor con placas paralelas planas a diferentes distancias. 3. Estudiar la relación entre el tiempo de carga dependiendo de la capacitancia.
Lectura sugerida previa a la práctica Se denomina condensador al dispositivo formado por dos placas conductoras cuyas cargas son iguales pero de signo opuesto. Básicamente es un dispositivo que almacena energía en forma de campo eléctrico. Al conectar las placas a una batería, estas se cargan y esta carga Q es proporcional a la diferencia de potencial ∆V aplicada, siendo la constante de proporcionalidad la capacitancia del condensador C . De esto podemos deducir que la capacidad de un condensador viene dada por: C =
Q
∆V
La Capacitancia es directamente proporcional al área de las placas y a la constante dieléctrica del material dieléctrico utilizado e inversamente proporcional a la distancia de separación de las placas. Para un capacitor simple los factores que determinan su capacitancia son: • El área de la placas • La separación entre las placas • El material del dieléctrico
La unidad de carga en el sistema internacional es el Faradio ( F ). El condensador de placas plano-paralelas (Figura 4.1) está formado por dos planos de superficie ( A) separados por una distancia ( d) entre los que se establece una diferencia de potencial. De ahí que si el área de las placas aumenta, con ello aumenta la Capacitancia; por el contrario, si la separación de las placas aumenta, disminuye la Capacitancia.
Figura 4.1: Esquema de un condensador de placas plano-paralelas
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Práctica 4
4.1
Trabajo preparatorio
Consultar y presentar un resumen sobre: 1. Consulte y describa con sus propias palabras que es un dieléctrico. Además consulte las constantes dieléctricas de algunos materiales. 2. Consulte y describa con sus propias palabras que es capacitancia. 3. Consulte y describa con sus propias palabras los usos de un capacitor. 4. Deducir la capacitancia para dos placas planas-paralelas de dimensiones muy grandes y separadas a una distancia ( L). 5. ¿Cuáles son las partes básicas de un capacitor y por qué es un buen dispositivo para almacenar carga? 6. Consulte y describa con sus propias palabras acerca de la permitividad dieléctrica.
4.2
Guía de laboratorio
4.3
Materiales
• Vidrio
• Cables
• Madera
• Capacitores Electrolíticos Radiales
• Separadores
• Diodo led
• Fuente de alimentación DC
• Placas metálicas
• Medidor de capacitancia
• Placas de aluminio montadas paralelamente a
• Papel
una sola distancia
Montaje 1. Colocar la fuente de alimentación en las terminales del medidor de capacitancia. 2. Colocar las placas de aluminio montadas a una sola distancia a un lugar adecuado. 3. Colocar los dieléctricos como indique el instructor dentro del espacio de las placas de aluminio. 4. Colocar las placas metálicas a diferentes distancias con ayuda de los separadores. 5. Escoger los capacitores electrolíticos radiales de distintas capacidades.
Procedimiento 1. Con la ayuda del medidor de capacitancia medir en las dos placas separadas a una sola distancia, su capacidad (Colocar en nF ). Anotar las características del capacitor y C en la Tabla 4.1. 2. Colocar el vidrio (dieléctrico) entre las placas y medir su capacitancia (anotar los datos en la Tabla 4.1). 3. Colocar la madera, el papel y repetir el inciso anterior 4. Colocar las dos placas a tres distintas distancias (siendo el aire el dieléctrico) y medir su capacitancia (anotar los valores en la Tabla 4.2). 5. Cargar con 2V los capacitores electrolíticos de distinta capacitancia, después conectarlos a un diodo led y observar lo que su sucede (anotar los valores en la Tabla 4.3).
RELACIÓN DE LA CAPACITANCIA CON EL MEDIO
4.4
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Cuestionario que debe incluirse en el informe
1. Calcular la permitividad relativa de los distintos materiales usados en la práctica como dieléctricos y hacer una tabla de comparación con los valores teóricos. 2. Calcular la capacitancia en el vacío aplicando una relación entre C 1 (Capacitancia del vacío) y C 2 (Capacitancia de otros dieléctricos). 3. ¿Qué relación tiene la capacitancia con la distancia de separación entre las dos placas? 4. ¿Con que dieléctrico se tuvo mayor capacitancia y por qué? 5. Explique usted como construiría un capacitor. Relacione su respuesta con los dieléctricos utilizados en la práctica, con el área y la distancia de separación de las placas. 6. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias. 7. Posibles aplicaciones. 8. Bibliografía.
