PROPIEDADES ELECTRICAS DE LA MATERIA Objetivos: Medición de la capacidad eléctrica de n condensador de placas planas ! paralelas" tili#ando co$o n%cleo el aire& Deter$inación e'peri$ental de la per$itividad eléctrica relativa del aire ! de $estras de solción de electrolitos de concentración predeter$inada& Deter$inación e'peri$ental de la ssceptibilidad eléctrica del aire ! de $estras de solción de electrolitos de concentración conocida& Principio:
Utilizando un capacímetro, se mide la capacidad eléctrica de un condensador de placa plana, utilizando como relleno el aire, y se muestra de solución de electrolitos de conce con cent ntrac ració iónn conoc conocid ida. a. Los Los resul resulta tados dos obte obteni nido doss se util utiliz izan an para para dete determ rmin inar ar las las propiedades eléctricas de los sistemas materiales utilizados en la práctica. pr áctica. (nda$ento:
Un condensador eléctrico, es un dispositivo de placas planas paralelas, cuyo objetivo es almacenar cargas eléctricas en la superficie externa de las placas la forma geométricamente de un condensador es muy variada, dependiendo de las necesidades de su uso. !u capacidad esta dado por" C ) *+,
#onde" $, es la carga almacenada en culombios y %, la diferencia de potencial entre las placas en voltios. &ara el condensador de placas planas paralelas y en el vacío su capacidad esta dado por la ecuación" Co ) -o.A+d
#onde" d es la distancia entre las placas, A el área de las placas y -o es la permitividad eléctrica del vacío '(.() * +- -/0m-1. ada sistema material tiene propiedades eléctricas específicas y propias de cada muestra material, es así $ue la permitividad eléctrica absoluta 2, está determinada con respecto a la permitividad eléctrica del vacío la relación entre ellas determina lo $ue se define como permitividad eléctrica relativa del de l medio material ' -r1 denominada también como constante dieléctrica 3, y está definida de acuerdo a la relación" -r 4 - + -o Los términos de la ecuación descrita, por definición corresponde a la capacidad eléctrica
del condensador plano con o sin dieléctrico, es decir" -r 4 cd + c/ #e esta manera, la capacidad eléctrica del condensador con dieléctrico es siempre mayor a la del vacío, es decir" cd ) 0rc/
La relación entre la permitividad eléctrica relativa y la susceptibilidad eléctrica de un medio material esta dado por"
-r ) 1 2 3Reali#ación de la pr4ctica:
&ara llevar a cabo la práctica, se dispone el capacímetro de tal manera $ue pueda medir la capacidad eléctrica del condensador en forma eléctrica. !e debe medir la capacidad del condensador con y sin dieléctrico para un mismo valor de la distancia entre las placas, el mismo debe ser igual al espesor de la muestra más el espesor del recipiente $ue contiene a la muestra material. C4lclos ! resltados: Tabla 1: apacidad eléctrica del condensador con n5cleo 6ire" 56
Material
d 7$$8
1 9 ; < = >
6ire 6ire 6ire 6ire 6ire 6ire
7 ) ; 8 7
A 7$9871/;8
.8 .8 .8 .8 .8 .8
C/ 7p(8e'p
9.( <.( <.: 7.< 7. -.(
C/ 7p(8teo
-o 7p(+$8
).9 7.< -.< .8 .) .7
Para el 4rea 7A8:
=rea de una circunferencia 4 >? - 4 > '-.<9cm-1@'/::cm1- 4 .8@:+7mPara C/teo: on
2o 4 (.() *+- -/0mC/teo ) -o.A+d
1& C/teo1 ) 7(.()@:+- -/0m-@.8@:+7m-1/7@:+7m 4 ).9@:+- A 9& C/teo9 ) 7(.()@:+- -/0m-@.8@:+7m-1/)@:+7m 4 7.<@:+- A ;& C/teo; ) 7(.()@:+- -/0m-@.8@:+7m-1/;@:+7m 4 -.<@:+- A
:.;< -.97 <.;< 9.: ;.8) 8.9
<& C/teo< ) 7(.()@:+- -/0m-@.8@:+7m-1/8@:+7m 4 .8@:+- A =& C/teo= ) 7(.()@:+- -/0m-@.8@:+7m-1/@:+7m 4 .)@:+- A >& C/teo> ) 7(.()@:+- -/0m-@.8@:+7m-1/7@:+7m 4 .7@:+- A Para -o:
-o ) C/e'pd+A 1& -o1 4 '9.(pA @ 7@:+7m1/.8@:+7m- 4 :.;< pA/m 9& -o9 4 '<.(pA @ )@:+7m1/.8@:+7m- 4 -.97 pA/m ;& -o; 4 '<.:pA @ ;@:+7m1/.8@:+7m- 4 <.;< pA/m <& -o< 4 '7.
& -o> 4 '-.(pA @ 7@:+7m1/.8@:+7m- 4 8.9 pA/m Tabla 9: apacidad eléctrica del condensador con relleno" 56
Material
d 7c$8
A 7$9871/;8
C/ 7sin d8
Cd
-r
3-
1 9 ; < =
Badera %idrio &lastoformo Coma *va artón
.-; :.8( .):.- :.-:
.8 .8 .8 .8 .8
- .8 ) .< - .; 8 . 8 .7
).-. -.; 8.9 .;
.; 8 7 .8 .: : < .) ; . -9
:.;8 -.8 : 7.); :.-9
Para -r:
-r ) cd + c/ 1& -r1 4
).- / -.8 4 .;8
9& -r9 4
-. / ).< 4 7.8
;& -r; 4
-.; / -.; 4
<& -r< 4
8.9 / -. 4 <.);
=& -r= 4
.; / 8.7 4 .-9
Para 3-"
-r ) 1 2 3-?
3- ) -r @ 1
1& 3-1 4 .;8 D .;8 D 4 :.;8 9& 3-9 4 7.8 D 7.8 D 4 -.8 ;& 3-; 4 D D 4 : <& 3-< 4 <.); D <.); D 4 7.); =& 3-= 4 .-9 D .-9 D 4 :.-9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
- Eepudo Medir Medir con el capacímetro, capacímetro, la capacidad capacidad del co nden nd ensa sado dorr de placas paralelas, paralelas, utilizando como relleno el aire para diferentes distancias de de separación entre las placas se determino el d[mm] , A( C m ) para cada tabla un valor de la mediante practica 2
realizada
- ambi!n ambi!n se pudo Medir con el capacímetro capacímetro la capacidad capacidad del condensador, condensador, utilizando como relleno una muestra de material como la madera vidrio plasto formo "oma evacarton# -se -se dete determ rmin inoo la perm permititiv ivid idad ad el!c el!ctr tric icaa abso absolu luta ta $ la rela relatitiva va,, así así como como la susceptibilidad el!ctrica del aire, para las condiciones atmosf!ricas del ambiente de laboratorio de la paractica - %e determino la permitivi permitividadabs dadabsolu oluta ta $ relativa, relativa, así a sí como la susceptibil susceptibilidad idad el!ctrica el!ctrica de la muestra material como $a indicados en la practica CUETIONARIO &#- Especifi'ue las propiedades $ características de un material aislante o diel!ctrico #- %ustanc %ustancia ia material material 'ue no conduce conduce la corrien corriente te el!ctr el!ctrica ica,, es conside considerad rado o mate materi rial al el!c el!ctr tric icam amen ente te aisl aislan ante te sin sin emba embar" r"o, o, en un camp campo o de fuer fuerza za el!ctricamente, sufre el fenómeno de polarización de sus componentes de car"a el!ctrica interna# *#- +n diel!ctrico aumenta la capacidad el!ctrica de un condensador, epli'ue el por
'u! de este aumento #- %i aumenta la capacidad de un condensador esto es debido a 'ue este material no dea 'ue circule corriente, por esta razón se eleva su capacidad#
ambi!n se puede observar 'ue la capacidad es directamente proporcional a la constante .
/#- 0etermine el error de aproimación con el 'ue se 1a determinado las diferentes propiedades el!ctricasestudiadas# #2#- Epli'ue el fenómeno de momento dipolar $ el campo de polarización# #-El momento dipolar est3 definido como el producto 45r6' r es la distancia 'ue los separa a las car"as de si"no contrario 7a polarización polarización es un fenómeno físico del proceso de la interacción interacción de la materia (0iel!ctricos) con el campo eterno electrost3tico $ como consecuencia de este proceso físico aparecen las nuevas fuentes llamadas car"as li"adas# 8#- 9ue es un material piezoel!ctrico: 0e eemplos#
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BIBLIOGRAFÍA
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