Laboratorio fsica II # 4

Laboratorio fsica II # 42008

CONDENSADORES

I. OBJETIVOS.

Comprender el concepto de capacitancia y los factores elctricos y fsicos de los cuales depende. Estudiar las caractersticas elctricas de algunos materiales. Estudiar la capacitancia de condensadores en serie y en paralelo.

II. FUNDAMENTO TEORICO.

Condensadores. Son aparatos o dispositivos que sirven para almacenar cargas elctricas por poco tiempo. Pero bsicamente un condensador es un dispositivo capaz de almacenar energa en forma de campo elctrico. Est formado por dos armaduras metlicas paralelas (generalmente de aluminio) separadas por un material dielctrico.Va a tener una serie de caractersticas tales como capacidad, tensin de trabajo, tolerancia y polaridad, que deberemos aprender a distinguirAqu a la izquierda vemos esquematizado un condensador, con las dos lminas = placas = armaduras, y el dielctrico entre ellas. En la versin ms sencilla del condensador, no se pone nada entre las armaduras y se las deja con una cierta separacin, en cuyo caso se dice que el dielctrico es el aire.La capacitancia de u condensador depende de la geometra de la misma y se define como cantidad de carga que puede almacenar el sistema por unidad de voltaje o diferencia de potencial.Un condensador lo forman dos conductores cargados con Q y -Q, y entre ellos existe campo elctrico y una diferencial de potencial. Y la energa almacenada es: Para un condensador plano constituido por dos placas paralelas de seccin S y separadas en el aire a una distancia d, tenemos.

Dielctricos. Se denomina dielctricos a los materiales que no conducen la electricidad, por lo que pueden ser utilizados como aislantes elctricos.Algunos ejemplos de este tipo de materiales son el vidrio, la cermica, la goma, la mica, la cera, el papel, la madera seca, la porcelana, algunas grasas para uso industrial y electrnico y la baquelita. Los dielctricos se utilizan en la fabricacin de condensadores, para que las cargas reaccionen.La introduccin de un dielctrico en un condensador tiene las siguientes consecuencias: Disminuye el campo elctrico entre las placas del condensador. Disminuye la diferencia de potencial entre las placas del condensador. Aumenta la diferencia de potencial mxima que el condensador es capaz de resistir sin que salte una chispa entre las placas (ruptura dielctrica). Aumento por tanto de la capacidad elctrica del condensador. Normalmente un dielctrico se vuelve conductor cuando se sobrepasa el campo de ruptura del dielctrico. Es decir, si aumentamos mucho el campo elctrico que pasa por el dielctrico convertiremos dicho material en un conductor.

Constantes dielctricos

vacio1

Aire1

Agua81

Alcohol27

bakelita5.0

Azufre3.6

vidrio4.5

Ebonita2.5

Gutapercha4.5

Mrmol8.0

Mica5.0

Resina2.5

Madera seca4.5

Ebonita2.7

Condensadores en serie. Cuando se conectan dos o mas condensadores (capacitores) uno despus del otro, se dice que estn conectados en serie.Estos condensadores se pueden reemplazar por un nico condensador que tendr un valor que, sea el equivalente al de los otros que estn conectados en serie.Para obtener el valor de este nico condensador se utiliza la frmula:

Condensador en paralelo. Su ubicacin de los condensadores es de manera paralela y su ecuacin para hallar la capacidad equivalente es. Del grfico se puede ver si se conectan 4 condensadores en paralelo (los terminales de cada lado de los elementos estn conectadas a un mismo punto). Para encontrar el condensador equivalente se utiliza la frmula:CT = C1 + C2 + C3 + C4Fcilmente se puede hacer un clculo para cualquier nmero de condensadores con ayuda de la siguiente frmula:CT = C1 + C2 +.........+ CN

III. MATERIALES:

Multimetro.

Condensadores

Voltmetro. ProthoBoard.

Condensador cilndrico.

Discos metlicos circulares.

IV. PROCEDIMIENTO.

1. Armar un capacitor constituido por dos discos metlicos circulares y mida las dimensiones fsicas del capacitor, es decir el rea y la distancia de separacin entre las placas. Mida tambin la capacitancia del condensador.

seccindistanciacapacitancia

(12.5*2.0mm2.055nanoFaradio

2. Vari la distancia de separacin que existe entre placas y mida la capacitancia. Anote sus resultados en siguiente tabla.

d(mm)1mm2mm3mm4mm5mm6mm10mm1.5cm2cm

C(nF)2.2972.0631.9841.9401.9171.8991.8651.8481.839

3. Inserte una placa de plstico al medio de las placas del condensador y mida las dimensiones fsicas del capacitor y la capacitancia.

SeccionDistanciaCapacitanciaVacio

(12.5*2.5mm2.356nF2.022nF

4. Inserte una placa de vidrio al medio de las placas del condensador y mida las dimensiones fsicas del capacitor y la capacitancia.

SeccionDistanciaCapacitanciaVacio

(12.5*4mm2.514nF1.936nF

5. Instale dos capacitores en serie y mida la capacitancia equivalente y las capacitancias de cada condensador.

67.4nF2.834nF2.82nf

6. Instale dos capacitores en paralelo y mida la capacitancia equivalente y las capacitancias de cada condensador.

67.4nF2.834nF69.4

V. ANALISIS EXPERIMENTAL.

1) Con los datos calculados en 1 calcule la capacitancia del condensador plano utilizando la formula respectiva y compare los resultados.

Reemplazando los valores obtenemos:

Los resultados del experimento es 2.55nf y el resultado obtenido mediante la ecuacin es 1.24nF esta diferencia es por realizar errneamente el laboratorio.

2) Represente grficamente la capacitancia en funcin de la distancia de separacin entre placas, plantee una ecuacin experimental y determine sus parmetros.

y = -0.158x + 2.076

Estos son los parmetros de la ecuacin que tiene un pendiente de la ecuacin.

3) De una interpretacin fsica a sus resultados obtenidos en 2.y = -0.158x + 2.076. La ecuacin nos muestra que los condensadores son inversamente proporcionales a la distancia. Es decir, que a mayor distancia de separacin entre las placas menos es la capacitancia, pero a menor distancia de separacin mayor es la capacitancia del objeto.

4) Compare las capacitancias medidas en 1 y 3. Que puede decir al respecto. Calcule tambin la constante dielctrica plstico utilizado.

Las capacitancias en el experimento 1 y 3 hay una variacin de 2.055 nano Faradios a una distancia de 2.mm y del procedimiento 3 su capacitancia es 2.356nanof a una distancia de 2.4mm. aqu se puede observar que a la variacin de la distancia tambin varia la capacitancia de manera inversa. Y en la capacitancia en el procedimiento 3 interviene en la variacin el constante dielctrico del plstico.

5) Compare las capacitancias medidas en 1 y 4, que puede decir al respecto. Calcule tambin la constante dielctrica del vidrio utilizado.

En este caso ocurre lo contrario , es decir que en el procedimiento 1 a menor distancia la capacitancia es 2.055nF a una distancia de 2.5mm y en el procedimiento 4 la capacitancia es 2.514nf a una distancia de 4mm, entonces podemos concluir que aqu interviene el constante dielctrico de vidrio.

La constante dielctrica de vidrio es 4.5.6) Con los datos medidos en 5. calcule analticamente la capacitancia equivalente y compare su resultado con la capacitancia equivalente, que concluye.

La capacitancia obtenida utilizando la suma inversa de capacitancias en serie los resultados con el procedimiento 5 (2.82nF) son similares solo hay una variacin en decimales los cuales pueden ser falla de los materiales o en la toma de datos en los laboratorios.

7) Con los datos medidos en 6. Calcule analticamente la capacitancia equivalente y compre su resultado con la capacitancia equivalente, que concluye.

Los resultados varia con el resultado del procedimiento 6 (69.4), segn la teora estos datos tienen que ser iguales. Esta variacin se observa por realizar inadecuadamente los experimentos y uso inadecuado de materiales o tambin podra ser por el deterioro de los materiales.

VI. CONCLUSIONES.

En las experimentos realizados comprobamos que cuando colocamos condensadores en serie la capacitancia equivalente es la suma inversa y cuando se coloca condensadores en forma paralela entonces la capacitancia equivalente es la suma algebraica.

Tambin se observ en el laboratorio que las la capacitancia de dos discos en inversamente proporcional, es decir a mayor distancia menor es la capacitancia y viceversa.

Y todo tipo de objetos tienen cada uno su capacitancia como por ejemplo el vidrio, vacio, vidrio y etc.

VII. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

a. Fsica Tipler-Moscab. Fsica generalMarck W. Zemanskyc. Fsica practica bsica Soler-Negro.d. Fsica vol. IIAlonso, M y Finn, E.e. Fsica coleccin Pitgorasf. Electricidad Alejos, Walterg. Fsica general Goi, Juanh. http://ciencianet.com/i. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica

PRESENTACION

Todo los humanos nos relacionamos con aparatos elctrico en nuestra vida cotidiana, por lo tanto todo los estudiantes del rea de ciencias deben tener un conocimiento bsico sobre este tema.En este trabajo presentamos sobre los condensadores este concepto es importante conocer para comprender sobre potenciales elctricos. Los condensadores cumplen con una funcin importante en la electricidad lo cual es de almacenar energa.Presentamos todo sobre condensadores, el aspecto terico, los experimentos realizados y los resultados del diferente experimento que realizamos.

UNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERA DE MINAS, GEOLOGA Y CIVIL

ESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL DE:

INGENIERA DE SISTEMAS

INFORME DE LABORATORIO N 4

TEMA : CONDENSADORES

ALUMNO: CONDE JAULES, Nstor SULCA GONZALES, Jorge.

PROFESOR:RAMIREZ QUISPE, Gilbert.

ASIGNATURA:FISICA II

AYACUCHO _ PER

2008Conde Jaules, NstorPgina 11