DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE CAP CAPACITORES ACITORES Mabel Eliana Carvajal, Código: 102213020973 Juan Jose Paredes Paredes Rosero, Rosero, código: 1001!0209"3 1001!0209"3 #uis $ernando Mar%&ne', código: 10013020(9 Pro)esor: Ing. Victor Moncayo 11*03*201
1. OBJETIVOS 1. Cons%ruir cua%ro ca+aci%ores, %i+os +lacas +aralelas %i+os -o%ella de #eden. 2. Med Medir ir ca+aci ca+aci%anc %ancia ia de los ca+ac ca+aci%o i%ore res s ar%esan ar%esanale ales s res+ec%ivo.
/acer /ac er el anlisi anlisis s
2. INTRODUCCIÓN Para el la labo bora ra%o %ori rio o di dise seo o co cons% ns%ruc rucci ción ón de ca ca+a +aci ci%o %ore res s se el elab abor orar aron on anual an ualen en%e %e cua cua%r %ro o ca+ ca+aci aci%or %ores, es, dos de %i %i+o +o +l +laca acas s +a +aral ralela elas s dos %i+ %i+o o bo%e bo %ell lla a de #e #ed den. en. #o #os s co cond nden ensa sado dore res s so son n a+ a+ar ara% a%os os lo los s cu cual ales es +u +ued eden en alacenar alac enar cargas cargas elc%ricas, elc%ricas, bsicaen%e bsicaen%e se co+onen de dos conduc%ore conduc%ores s se+arados +or un dielc%rico 4a%erial no conduc%or5 donde donde +ueden conducir corrien%e con%inua duran%e un ins%an%e de %ie+o o conduc%ores en circui%os de corrien%e al%erna. Condensador +lacas +aralelas: 6on dos +la +lacas cas col coloc ocada adas s de )or )ora a +a +aral ralela ela se+aradas se+aradas +or a%erial a%erial no conduc%ora condu c%ora o dielc%ri dielc%rico, co, al conec%ar conec%ar una de las +lacas +lacas a un genera generador, dor, se carga e induce una carga del signo con%rario a la +laca o+ues%a, siendo su carga ne%a cero, +ero se dice ue el sis%ea %iene una carga 8. Condensador bo%ella de #eden: #a +riera bo%ella bo%ella de #ed #eden en cosis%e en una bo%ella bo%ella de cris%al llena de agua, agua, cerrada, la cual a%ravesaba la %a+a con un alabre ue /acia con%ac%o con el agua, al cargar la bo%ella, colocando la +ar%e e%erna del alabre en con%ac%o con un dis dis+os +osi%i i%ivo vo elc%ric elc%rico o al in%erru+ in%erru+ir ir el con con%ac %ac%o %o del ala alabr bre, e, es% es%e e sis% si s%e ea a u ued eda a co con n ca carg rga a 8, u ue e al %o %oar arlo lo co con n la a ano no se +r +rod oduc uc&a &a una descarga elc%rica. #a ca+aci%ancia ca+aci%ancia C es la ra'ón en%re la agni%ud de de la carga carga en cualuiera cualuiera de los conduc%ores la agni%ud de la di)erencia de +o%encial en%re ellos; C<
Q ∆ Vo
3. MONTAJE EXPERIMENTAL Materiae!" Pa+el de aluinio =labre conduc%or $rasco de cris%al con %a+a -o%ella +euea de coca cola Cin%a >ornillo Pa+el Pin'as ?esarador Ca+aci%oe%ro 6e reali'aron anualen%e cua%ro ca+aci%ores, dos +lacas +aralelas dos bo%ellas de #eden
Pr#$e%i&ie't# 1. Pa$a! (araea! 6e u%ili'ó dos /ojas de +a+el cor%adas rec%angularen%e, colocndoles encia a cada /oja, una lina de aluinio cor%ada %abin de )ora rec%angular, +ero s +eueas, luego se colocó un cable donde un e%reo /acia con%ac%o con el aluinio +ara luego )orrar con cin%a ad/esiva 4@gura 15. 6e /icieron cua%ro linas con es%e iso +rocediien%o, +ara luego %oar una +areja de linas unirlas, uedando cada lina +aralela a la o%ra, +os%erioren%e se doblaron +ara luego sellarlas con cin%a ad/esiva, $igura 2.
)i*+ra 1. #aina
)i*+ra 2.
Placa +aralela.
2. B#tea! %e Le,%e' Para la +riera bo%ella de #eden se u%ili'ó un )rasco de cris%al 4@gura 35, el cual se )orro +or den%ro con +a+el aluinio, de %al )ora ue uedara +egado al vidrio, luego se ins%aló un %ornillo en la %a+a de la bo%ella 4@gura !5, +ara luego colocar un cable en la +ar%e in%erna de la %a+a, donde sobre sale el %ornillo, en con%ac%o con el %ornillo el +a+el aluinio se cerró el )rasco. En la +ar%e e%erna de la %a+a %abin conec%ar al %ornillo un cable. #uego se )orra la +ar%e e%erna de la bo%ella se sella con cin%a ad/esiva, +ara luego colocar un cable /aga con%ac%o con es%a +ar%e del aluinio, @gura (.
)i*+ra 3. -o%ella de vidrio
)i*+ra -. >a+a
con %ornillo
)i*+ra . -o%ella de #eden Para la segunda bo%ella de #eden se u%ili'ó una bo%ella de +ls%ico de CocaACola, la cual se llenó con boli%as de aluinio 4@gura 5, una ve' llena se +er)oro la %a+a de %al )ora ue la a%ravesar un cable,
uedando una +ar%e en el in%erior de la bo%ella en edio de las boli%as de aluinio, o%ra en el e%erior, se cerró. ?es+us se +asó a )orrar la +ar%e e%erior de la bo%ella con aluinio se colocó un cable ue /iciera con%ac%o con es%e, +ara luego sellar con cin%a ad/esiva, $igura 7.
)i*+ra /. -o%ella con boli%as de aluinio #eden
)i*+ra 0. -o%ella de
-. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Table de datos Capacitor
Imagen
Valor medido
126 pF
C1
110 pF C2
47.4 pF C3
58 pF C4
CAPACITORES EN SERIE
Conig!raci"n 1# C3$ 47.4 pF C4$ 58 pF
CT=
C 3∗C 4 C 3 +C 4
CT=
47.4∗58 47.4 + 58
CT=
2%
.08 pF
Conig!raci"n 2# C1$ 126 pF C2$ 110 pF
CT=
C 1∗C 2 C 1+ C 2
CT=
126∗110 126 + 110
CT=
&'#(
pF
CAPACITORES EN PARA)E)O
Conig!raci"n 1#
C3$ 47.4 pF
C4$ 58 pF
CT = C 3 + C 4 CT = 47.4 + 58 CT =105.4 pF
Conig!raci"n 2#
C1$ 126 pF
C2$ 110 pF
CT = C 1+ C 2 CT =126 + 110 CT =136 pF
CAPACITORES EN SERIE*PARA)E)O
Conig!raci"n 1#
C1$ 126 pF C2$ 110 pF
C3$ 47.4 pF
•
Solucionamos el paralelo:
Ce=C 1 + C 3 Ce =126 + 47.4 Ce=173.4 pF
•
e!ise"amos el circuito: Ce$ 17#.4 pF
•
C2$ 110 pF
Solucionamos el circuito serie resultante : CT=
Ce∗C 2 Ce + C 2
CT=
173.4∗110 173.4 + 110
CT=
%(#3 pF
Conig!raci"n 2# C2$ 110 pF
C4$ 58 pF
C1$ 126 pF
•
Solucionamos el paralelo:
Ce=C 1 + C 2 Ce =110+ 126 Ce =136 pF
•
e!ise"amos el circuito: Ce$ 1#6 pF C3$ 158 pF
•
Solucionamos el circuito serie resultante : CT=
Ce∗C 4 Ce + C 4
CT=
136∗58 136 + 58
CT=
4+#%&
pF
Tabla de res!ltados
Conig!raci"n Serie 1 Serie 2 Paralelo 1 Paralelo 2 -i.to 1 -i.to 2
Res!ltado Te"rico 26.08 pF 58.7 pF 105.4 pF 1#6 &' 67.# pF 40.65 pF
Res!ltado medido
Porcenta,e de error
2$.4 pF 6#.5 pF 107.# pF 141.2 pF 68.# pF 45.8 pF
12.7 % 8.1 % 1.8 % #.82 % 1.4 % 12.6 %
/. PROCESAMIENTO DE DATOS 1. (iserte so)re el mecanismo !e almacenamiento !e energ*a en los capacitores: +l almacenamiento !el capacitor !epen!e !e la !i'erencia !e potencial suministra!o y la geometr*a como serian el ,rea y la separaci-n !e las placas.
C =
Q V
(on!e /: magnitu! !e carga !e ca!a placa V: !i'erencia !e potencial entre las placas y : capaci!a! !e almacenamiento !el capacitor uni!a!: 'ara!io. 3a separaci-n !e las placas se pue!e acer por me!io !e un !ielctrico material no con!uctor eemplo: i!rio esto ayu!a a ue se !e)ilite el campo elctrico entre las placas entonces la !i'erencia !e potencial se re!uce por lo tanto aumenta.
2. (escripci-n precisa !el 'uncionamiento !el capacitor: 9n capacitor est, 'orma!o por !os placas con!uctoras separa!as por un !ielctrico ue a*sla las placas. 3as placas est,n conecta!as a un circuito ue suministra oltae cuan!o esto ocurre las placas se cargaran con corriente elctrica !e)i!o a ue una !e las placas ce!er, electrones para ue la otra los gane asta ue el capacitor se llene. +sto proocara el cierre
!el mecanismo !el capacitor impi!ien!o la sali!a !e corriente elctrica y re!irigien!o el 'luo a tierra. Se pue!e !escargar un capacitor si se !etiene el 'luo !e corriente o por me!io !e una resistencia.
#. aones por las cuales se consi!era el capacitor ;til como !ispositio:
<9n uso com;n !e los capacitores es en el 'las !e las c,maras !e)i!o a ue el capacitor prooca una !escarga una e este carga!o lo ue prooca la apertura !el o)tura!or.
. CONCLUSIONES •
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Manualen%e se elaboró condensadores de dos %i+os di)eren%es los cuales +resen%aba cada uno de+endiendo del %aao el %i+o una carga elc%rica 8. 6e co+robó ue cada uno de los condensadores )uncionaba correc%aen%e, a ue al co+robarlos al acercar cada uno a la +an%alla del co+u%ador se cargaba +roduc&a una corrien%e elc%rica coo se +uede observar en el video aneado. 6e discu%ió acerca de los usos u%ilidades de un ca+aci%or en circui%os elc%ricos. 6e +udo co+robar las coneiones serieA+aralelo de los ca+aci%ores %an%o en da%os %eóricos coo en +rc%ica. 6e +udo indagar s acerca del diseo de un ca+aci%or +ara as& en%ender s coo era el )uncionaien%o in%erno de es%e. 6e co+robó ue el aluinio es un eleen%o ue +uede conducir cargas +or lo cual +eri%e el )uncionaien%o de un ca+aci%or
/. BIBLIORA)A 415 6erBa, Raond, Física vol II, 8uin%a edición McraBADill Meico 2007. 2 -oles%ad Rober% #, Introducción al análisis de circuitos , ?cia edición, Meico, Pearson educación 200!, +ag 97.
