CÁTEDRA : FISICA II
CATEDRÁTICO: Ing. Cesar Loayza
ALUMNOS :
Mantari Llacuachaqui, Joel
Soriano Hobispo, Wendy
Trillo Porr...
INDICE
i. OBJETIVOS 1
ii. INTRODUCCIÓN 2
iii. RESUMEN 3
1.- MARCO TEORICO: 4
1.1 POTENCIAL ELECTRICO 4
1.2 DIFERENCIA DE P...
2.2 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 16
3. CONCLUSIONES 18
4. CUESTIONARIO 19
5. ANEXOS 20
BIBLIOGRAFÍA
Construir y determinar la capacidad eléctrica de un condensador.
Determinar la capacidad eléctrica de condensadores asocia...
En el presente trabajo investigativo, se da a conocer la temática de los
dieléctricos, en un campo electrostático donde lo...
La mayoría de las fuerzas que observamos tienen un origen electromagnético.
Las fuerzas que mantienen unidas las distintas...
1.1 POTENCIAL ELECTRICO
Cuando Faraday "descubrió" el comportamiento de los materiales dieléctricos al
colocarlos entre la...
eléctrico en A. La unidad en el SI para la diferencia de potencial que se deduce
de la ecuación anterior es Joule/Coulomb ...
La capacidad combinada (C) de condensadores
conectados en serie es:
1/C = 1/C1 +1/ C2+ 1/C3 +...
La capacidad combinada (C...
1.6 EFECTO SOBRE LA CAPACIDAD DE UN CAPACITOR
Si se introduce un dieléctrico (vidrio, plástico, aceite mineral) entre las ...
Después de transcurridas 5 constantes de tiempo (5RC) el condensador está
casi totalmente cargado con su voltaje prácticam...
1.8 APLICACIONES DE LOS CAPACITORES O
CONDENSADORES
Los condensadores se usan para varios propósitos:
• Timing (temporizad...
Según la naturaleza de este último, la superficie de las placas y la separación
entre ambas podrá aumentar o disminuir el ...
humedad. Sobre una cara de la lámina de mica se deposita aluminio, que forma
una armadura. Se apilan varias de estas lámin...
ACEITE DE
TRANSFORMADOR
2.24 12
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3.4 40
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Ç
 Micrómetro
 Laminade Polietileno
 Laminade aluminio
 Cablesconductores
 Cintaadhesiva
 Tijera
1.2. PROCEDIMIENTO ...
 Se mide el grosorde la
láminade polietileno que actuara como dieléctricoconel micrómetroque este dato
esimportante parar...
2.75-2.75-0.20 5.5-11-0.20 7-56 2.3 2.83
1.4. CONCLUCIÓN
 La capacitanciaaumentaal reducirel área del capacitor.
2.- CAPA...
 Resistenciasde 1000, 2500 y 5000 Ω
 Cronometro
 Cable conductor
 Fuente de alimentaciónde corriente continua
2.2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
 Primerofijarte si los condensadoresque se ...
 Conectamosuna fuente de corriente continua eneste caso se aplicó 9V a todas las
pruebas.
 Anotamos las lecturas con el ...
1. Cuadro de tiempode carga y descarga del condensadorde 100 µF y la resistenciade
1000 Ω.
CONDENSADOR RESISTENCIA
TIEMPO ...
1 01 9.21 20 0 0.92
1 12 9.22 25 25 0.52
36 43 0.01
4. Cuadro de tiempode carga y descarga del condensadorde 500 µF y la r...
CONDENSADOR RESISTENCIA
TIEMPO DE
CARGA VOLTAJE
TIEMPO DE
DESCARGA VOLTAJE
min s min s
(500 µF) (5000 Ω)
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1 30 4.30
1 45 3.75
2 01 3.33
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3 01 2.04
4 20 1.07
9 43 0.03
9. Cuadro de tiempode carga y descarga del condensad...
 Realizar un laboratorio exclusivo de circuitos RC para su mejor
comprensión dentro del laboratorio.
 Un dieléctrico es ...
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  1. 1. CÁTEDRA : FISICA II CATEDRÁTICO: Ing. Cesar Loayza ALUMNOS : Mantari Llacuachaqui, Joel Soriano Hobispo, Wendy Trillo Porras, Eduardo Yaranga Meza, Marco Antonio SEMESTRE : II – A FECHADE PRESENTACION: 06/12/2014 HUANCAYO – PERÚ 2014 Un ingeniero químico una empresa CAPACITANCIA Y MATERIALES DIELECTRICOS
  2. 2. INDICE i. OBJETIVOS 1 ii. INTRODUCCIÓN 2 iii. RESUMEN 3 1.- MARCO TEORICO: 4 1.1 POTENCIAL ELECTRICO 4 1.2 DIFERENCIA DE POTENCIAL ELÉCTRICO 1.3 RELACION ENTRE POTENCIAL ELECTRICO Y CAMPO ELECTRICO 5 1.4 CAPACITANCIA O CAPACIDAD 5 a.- Capacitores en serie y paralelo 6 1.5 CARGA DEL CONDENSADOR 6 1.6 EFECTO SOBRE LA CAPACIDAD DE UN CAPACITOR 7 1.7 TIEMPO DE CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR 8 a.- Carga del condensador b.- Descarga del condensador 1.8 APLICACIONES DE LOS CAPACITORES O CONDENSADORES 9 1.9 DIELÉCTRICOS 1.10 CLASIFICACIÓN Y PARTES DEL CONDENSADOR 10 a.-Según el tipo de dieléctrico utilizado se pueden clasificar en: 11 2.-PARTE EXPERIMENTAL 13 2.1 MATERIALES 13
  3. 3. 2.2 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 16 3. CONCLUSIONES 18 4. CUESTIONARIO 19 5. ANEXOS 20 BIBLIOGRAFÍA
  4. 4. Construir y determinar la capacidad eléctrica de un condensador. Determinar la capacidad eléctrica de condensadores asociados en serie y paralelo. Determinar el tiempo de carga y descarga del condensador construido y la asociación de condensadores.
  5. 5. En el presente trabajo investigativo, se da a conocer la temática de los dieléctricos, en un campo electrostático donde los medios dieléctricos, o aislantes, no son portadores de carga libres, capaces de desplazarse a través del medio bajo la influencia de campos eléctricos, también se tratara acerca del vector de polarización y el de desplazamiento eléctrico y sobre la ley de Gauss. Un dieléctrico o aislante es caracterizado por presentar un volumen sin cargas libres. En estos materiales los electrones permanecen ligados a los átomos o moléculas a los cuales ellos pertenecen. Podemos considerar dentro de estos materiales al vacío, al vidrio, la mica y ciertos plásticos cuyos enlaces químicos mantienen todos los electrones ligados a sus átomos. El uso de los dieléctricos es muy amplio, en el caso de los capacitores dichos materiales son utilizados por ejemplo para mantener la separación física de las placas. Por otro lado, debido a que la ruptura dieléctrica de mucho de ellos es mucho menor que la del aire, permiten reducir al mínimo la fuga de carga, especialmente cuando se le aplica altos voltajes. Permitiendo de este modo una mayor acumulación de carga en las placas del capacitor
  6. 6. La mayoría de las fuerzas que observamos tienen un origen electromagnético. Las fuerzas que mantienen unidas las distintas partes de cualquier cuerpo, las fuerzas que impiden que un objeto sea capaz de penetrar dentro de otro son de tipo electromagnético. Existen dos clases de carga eléctrica, denominadas positiva y negativa. Las cargas de la misma clase se repelen entre sí, mientras que las cargas de distinta clase se atraen mutuamente. Por una parte tenemos la fuerza electrostática, que se establece entre dos partículas con carga eléctrica y en reposo, y por otro la fuerza magnética, si las partículas cargadas están en movimiento
  7. 7. 1.1 POTENCIAL ELECTRICO Cuando Faraday "descubrió" el comportamiento de los materiales dieléctricos al colocarlos entre las placas de un capacitor, no se conocía el modelo atómico como una agrupación de electrones y protones. La teoría atómica en ese entonces provenía de la Química donde cada átomo era una esfera maciza indivisible. El resultado experimental de Faraday era que la diferencia de potencial entre las placas disminuía al introducir el dieléctrico entre placas cargadas y aisladas entre sí, con lo que la capacidad debía aumentar. Pero si el voltaje (diferencia de potencial) era menor, como el campo eléctrico tenía que haber disminuido aunque la carga sobre las placas no había cambiado. Este comportamiento se explica gracias a la ley de Gauss, ya que sabemos que el flujo del campo eléctrico está directamente relacionado con la carga encerrada. Como el campo se reduce, la carga encerrada en el volumen ¡¡debe ser menor!! . Es decir, el fenómeno se puede explicar considerando que se induce una cierta cantidad de carga en la superficie intersección entre el conductor y el dieléctrico. Un campo eléctrico que rodea a una barra cargada puede describirse no solo por una intensidad de campo eléctrico E (Cantidad Vectorial) sino también como una cantidad escalar llamada “Potencial Eléctrico”. Potencial =V= 𝐾𝑄 𝐷 DONDE: K= 8.9875 x109 𝑁𝑚2 𝐶2 1.2 DIFERENCIA DE POTENCIAL ELÉCTRICO Considérese una carga de prueba positiva 𝑞 𝑜en presencia de un campo eléctrico y que se traslada desde el punto A al punto B conservándose siempre en equilibrio. Si se mide el trabajo que debe hacer el agente que mueve la carga, la diferencia de potencial eléctrico se define como: El trabajo 𝑊𝐴𝐵puede ser positivo, negativo o nulo. En estos casos el potencial eléctrico en B será respectivamente mayor, menor o igual que el potencial
  8. 8. eléctrico en A. La unidad en el SI para la diferencia de potencial que se deduce de la ecuación anterior es Joule/Coulomb y se representa mediante una nueva unidad, el voltio, esto es: 1 voltio = 1 Joule/Coulomb. 1.3 RELACION ENTRE POTENCIAL ELECTRICO Y CAMPO ELECTRICO Sean A y B dos puntos situados en un campo eléctrico uniforme, estando A a una distancia d de B en la dirección del campo. Una carga de prueba q se mueve de A hacia B en un campo eléctrico uniforme E mediante un agente exterior que ejerce sobre ella una fuerza F. Considérese una carga de prueba positiva q moviéndose sin aceleración, por efecto de algún agente externo, siguiendo la recta que une A con B. La fuerza eléctrica sobre la carga será qE y apunta hacia abajo. Para mover la carga en la forma descrita arriba, se debe contrarrestar esa fuerza aplicando una fuerza externa F de la misma magnitud pero dirigida hacia arriba. El trabajo W realizado por el agente que proporciona esta fuerza es: 1.4 CAPACITANCIA O CAPACIDAD Capacitancia (símbolo C) es una medida de la habilidad de un capacitor o condensador para almacenar carga eléctrica. Una gran capacidad significa que más carga puede ser almacenada. La capacidad es medida en faradios o Faraday, su símbolo es F. Sin embargo 1F es una unidad muy grande, son usados prefijos (multiplicadores) para mostrar los valores más pequeños: * m (mili) quiere decir 10-3, así 1000 mF = 1 F * μ (micro) quiere decir 10-6, así 1000 μF = 1 mF * n (nano) quiere decir 10-9, así 1000nF = 1 μF * p (pico) quiere decir 10-12, así 1000pF = 1 Nf a.- Capacitores en serie y paralelo
  9. 9. La capacidad combinada (C) de condensadores conectados en serie es: 1/C = 1/C1 +1/ C2+ 1/C3 +... La capacidad combinada (C) de condensadores conectados en paralelo es: C = C1 + C2 + C3 + ... Dos o más condensadores raramente están conectados en serie en circuitos reales, pero puede ser muy útil conectarlos en paralelo para obtener una capacidad muy grande, por ejemplo para filtrar una fuente de alimentación. Nota que estas ecuaciones son la manera opuesta para calcular resistencias en serie y paralelo. 1.5 CARGA DEL CONDENSADOR El condensador (C) en el circuito está siendo cargado desde una fuente de alimentación (Vs) con el paso de la corriente a través de una resistencia (R). El voltaje através del condensador (Vc) es inicialmente cero pero este se incrementa a medida que se carga el condensador. El condensador está totalmente cargado cuando Vc = Vs. La corriente de carga (I) está determinada por el voltaje através de la resistencia (Vs - Vc): corriente de carga, I = (Vs - Vc) / R (nota que Vc se está incrementando) En el instante inicial Vc = 0V así la corriente inicial Io =Vs / R Vc se incrementa tan pronto como la carga (Q) se inicia para crecer (Vc = Q/C), esto reduce el voltaje a través de la resistencia y por lo tanto reduce la corriente de carga. Esto significa que la velocidad de carga se hace progresivamente más lenta. Dónde: Constante de tiempo = R × C La constante de tiempo está en segundos (s) R = resistencia en ohmios (Ω) C = capacidad en faradios (F)
  10. 10. 1.6 EFECTO SOBRE LA CAPACIDAD DE UN CAPACITOR Si se introduce un dieléctrico (vidrio, plástico, aceite mineral) entre las placas de un capacitor, la capacitancia de este nuevo condensador varía. Fue Faraday, quien utilizando un equipo sencillo, descubrió que la capacidad de un capacitor aumenta en un factor K a esta constante se le denomina constante dieléctrica. La presencia de un dieléctrico entre las placas cumple con las siguientes funciones:  Permite mantener una distancia muy pequeña entre las placas sin que exista contacto físico,  Permite aumentar la diferencia de potencial entre las placas del capacitor, aumentando de este modo la capacidad de almacenar cargas y energía.  Permite aumentar la capacitancia de un capacitor es mayor cuando posee un medio dieléctrico entre sus placas que cuando el medio entre las placas es el vacío. La mayor parte de los capacitores llevan entre sus placas conductoras una sustancia no conductora o dieléctrica. Un capacitor típico está formado por láminas metálicas enrolladas, separadas por papel impregnado en cera. El condensador resultante se envuelve en una funda de plástico. Su capacidad es de algunos microfaradios. Los capacitores electrolíticos utilizan como dieléctrico una capa delgada de óxido no conductor entre una lámina metálica y una disolución conductora. Los condensadores electrolíticos de dimensiones relativamente pequeñas pueden tener una capacidad de 100 a 1000 [mF]. La función de un dieléctrico sólido colocado entre las láminas es triple:  Resuelve el problema mecánico de mantener dos grandes láminas metálicas a distancia muy pequeña sin contacto alguno.  Consigue aumentar la diferencia de potencial máxima que el capacitor es capaz de resistir sin que salte una chispa entre las placas (ruptura dieléctrica).  La capacidad de un capacitor de dimensiones dadas es varias veces mayor con un dieléctrico que separe sus láminas que si estas estuviesen en el vacío. Sea un condensador de placas planas y paralelas cuyas láminas hemos cargado con cargas +Q y –Q, iguales y opuestas. Si entre las placas se ha hecho el vacío y se mide una diferencia de potencial V0, su capacitancia y la energía que acumula serán. 1.7 TIEMPO DE CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR a.- Carga del condensador El voltaje (V) se incrementa mientras se carga el condensador. Al principio el voltaje cambia rápidamente porque la corriente es grande; pero como vaya decreciendo la corriente, la carga crece más lentamente y así lo hace también el voltaje.
  11. 11. Después de transcurridas 5 constantes de tiempo (5RC) el condensador está casi totalmente cargado con su voltaje prácticamente igual al de la fuente de alimentación. Desde un punto de vista práctico podemos decir bastante razonablemente que el condensador está totalmente cargado después de 5RC, aunque realmente se sigue cargando indefinidamente (o mientras el circuito está conectado). TIEMPO VOLTAJE CARGA 0RC 0,0V 0% 1RC 5,7V 63% 2RC 7,8V 86% 3RC 8,6V 95% 4RC 8,8V 98% 5RC 8,9V 99% b.- Descarga del condensador La corriente (I) decrece a medida que se descarga el condensador. La corriente inicial (Io) está determinada por el valor inicial del voltaje sobre el condensador (Vo) y el valor de la resistencia(R): corriente inicial Io = Vo / R. Nota que el gráfico de la corriente tiene la mismaforma tanto para la carga como para la descarga del condensador. Este tipo de gráfico es un ejemplo de una caída exponencial. La grafica muestra como el voltaje (V) disminuye a medida que el condensador se descarga. Al principio la corriente es grande porque el voltaje es grande, la carga se pierde rápidamente y así lo hace también el voltaje. Como se vaya perdiendo carga el voltaje se verá reducido haciendo la corriente mas pequeña así la velocidad de descarga se hace progresivamente más lenta. Después de 5 constantes de tiempo (5RC) el voltaje através del condensador es casi cero y podemos decir razonablemente que el condensador está totalmente descargado, aunque la descarga continua indefinidamente. TIEMPO VOLTAJE CARGA 0RC 9,0V 100% 1RC 3,3V 37% 2RC 1,2V 14% 3RC 0,4V 5% 4RC 0,2V 2% 5RC 0,1V 1%
  12. 12. 1.8 APLICACIONES DE LOS CAPACITORES O CONDENSADORES Los condensadores se usan para varios propósitos: • Timing (temporizadores) – por ejemplo con un a 555 timer IC controlando la carga y la descarga. • Smoothing (filtrado-suavizado) - por ejemplo en una fuente de alimentación. • Coupling (acoplamiento) - por ejemplo entre etapas de sistemas de audio y para conectar un altavoz. • Filtering (filtros) – por ejemplo en el control de tonos de un sistema de audio. • Tuning (sintonia) – por ejemplo en un sistema de radio. • Almacenamiento de energía - por ejemplo en el circuito del flash de una cámara de fotos. 1.9 DIELÉCTRICOS Un dieléctrico es un material no conductor, como el caucho el vidrio o el papel encerado, cuando un material dieléctrico se inserta entre las placas de un capacitor aumenta la capacitancia. Si el dieléctrico llena por completo el espacio entre las placas, la capacitancia aumenta en un factor adimensional k. conocido como constante dieléctrica. La constante dieléctrica es una propiedad del material y varía de un material a otro. Para cualquier separación dada d, el máximo voltaje que puede aplicarse a un capacitor sin producir una descarga depende de su resistencia dieléctrica (campo eléctrico máximo) del dieléctrico. Si la magnitud del campo eléctrico en el dieléctrico superara a la resistencia dieléctrica, las propiedades aislantes se deterioran y el dieléctrico empieza a conducir. Los materiales aislantes tienen valores de k más grandes que la unidad y resistencias dieléctricas mayores que las del aire, de este modo, se ve que un dieléctrico brinda las siguientes ventajas: • Aumenta la capacitancia. • Aumenta el voltaje de operación máximo. • Posible soporte mecánico entre las placas, lo cual permite que las placas estén muy juntas sin tocarse, de este modo d disminuye y C aumenta. La resistencia dieléctrica es igual al campo eléctrico máximo que puede existir en un dieléctrico sin ruptura eléctrica. 1.10 CLASIFICACIÓN Y PARTES DEL CONDENSADOR Básicamente un condensador consta de dos placas metálicas paralelas, separadas por un material aislante o dieléctrico.
  13. 13. Según la naturaleza de este último, la superficie de las placas y la separación entre ambas podrá aumentar o disminuir el valor de la capacidad. La capacidad está determinada por: DONDE: ε0: constante dieléctrica del vacío εr : constante dieléctrica o permitividad relativa del material dieléctrico entre las placas A: el área efectiva de las placas d: distancia entre las placas o espesor del dieléctrico a.-Según el tipo de dieléctrico utilizado se puedenclasificar en: # Condensadores de aire. Se trata de condensadores, normalmente de placas paralelas, con dieléctrico de aire y encapsulados en vidrio. Como la permitividad eléctrica relativa es la unidad, solo permite valores de capacidad muy pequeños. Se utilizó en radio y radar, pues carecen de pérdidas y polarización en el dieléctrico, funcionando bien a frecuencias elevadas. # Condensadores de mica. La mica posee varias propiedades que la hacen adecuada como dieléctrico de condensadores: bajas perdidas, división en láminas finas, soporta altas temperaturas y no se degrada por oxidación o con la
  14. 14. humedad. Sobre una cara de la lámina de mica se deposita aluminio, que forma una armadura. Se apilan varias de estas láminas, soldando los extremos alternativamente a cada uno de los terminales. Estos condensadores funcionan bien en altas frecuencias y soportan tensiones elevadas, pero son caros y se ven gradualmente sustituidos por otros tipos. # Condensadores de papel. El dieléctrico es papel parafinado, bakelizado o sometido a algún otro tratamiento que reduce su higroscopia y aumenta el aislamiento. Se apilan dos cintas de papel, una de aluminio, otras dos de papel y otra de aluminio y se enrollan en espiral. Las cintas de aluminio constituyen las dos armaduras, que se conectan a sendos terminales. # Condensadores electrolíticos. Es un tipo de condensador que utiliza un electrolito, como su primera armadura, la cual actúa como cátodo. Con la tensión adecuada, el electrolito deposita una capa aislante (la cual es en general una capa muy fina de óxido de aluminio) sobre la segunda armadura o cuba (ánodo), consiguiendo así capacidades muy elevadas. Son inadecuados para funcionar con corriente alterna. La polarización inversa destruye el óxido, produciendo un cortocircuito entre el electrolito y la cuba, aumentando la temperatura, y por tanto, arde o estalla el condensador consecuentemente. Existen varios tipos, según su segunda armadura y electrolito empleados: * Condensadores de aluminio. Es el tipo normal. La cuba es de aluminio y el electrolito una disolución de ácido bórico. Funciona bien a bajas frecuencias, pero presenta perdidas grandes a frecuencias medias y altas. Se emplea en fuentes de alimentación y equipos de audio. Muy utilizado en fuentes de alimentación conmutadas. * Condensadores de tantalio (tántalos). Es otro condensador electrolítico, pero emplea tantalio en lugar de aluminio. Consigue corrientes de perdidas bajas, mucho menores que en los condensadores de aluminio. Suelen tener mejor relación capacidad/volumen. * Condensadores bipolares (para corriente alterna). Están formados por dos condensadores electrolíticos en serie inversa, utilizados en caso de que la corriente pueda invertirse. Son inservibles para altas frecuencias. # Condensadores de poliéster o Mylar. Está formado por láminas delgadas de poliéster sobre las que se deposita aluminio, que forma las armaduras. Se apilan estas láminas y se conectan por los extremos. Del mismo modo, también se encuentran condensadores de policarbonato y polipropileno, como dieléctrico. # Condensadores cerámicos. Utiliza cerámicas de varios tipos para formar el dieléctrico. Existen tipos formados por una sola lamina de dieléctrico, pero también los hay formados por laminas apiladas. Dependiendo del tipo, funcionan a distintas frecuencias, llegando hasta las microondas. MATERIAL CONSTANTE DIELECTRICA (K) RESISTENCIA DEL DIELECTRICO (KV/mm)
  15. 15. ACEITE DE TRANSFORMADOR 2.24 12 AGUA 80 __ AIRE(seco) 1.0059 3 BAQUELITA 4.9 24 CLORURO DE POLIVINILO 3.4 40 CUARZO FUNDIDO 3.78 8 HULE DE NEOPRENO 6.7 12 MICA 5.4 10-100 NYLON 3.4 14 NEOPRENO 6.9 12 PAPEL 3.7 16 PARAFINA 2.1-2.5 10 PLEXIGLAS 3.4 40 POLIESTIRENO 2.56 24 PORCELANA 6 12 TEFLON 2.1 60 VACIO 1.0000 __ VIDRIO(pírex) 5.6 14 PARTE EXPERIMENTAL 1.- CONSTRUCCIÓNDE UNCONDENSADOR 1.1. MATERIALES  Multitester  Regla
  16. 16. Ç  Micrómetro  Laminade Polietileno  Laminade aluminio  Cablesconductores  Cintaadhesiva  Tijera 1.2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL  Primerose corta se mide y se obtienesdosláminas de aluminiode igual magnitud en seguidase corta laláminade polietilenode formaque seael doble de laláminade aluminio.
  17. 17.  Se mide el grosorde la láminade polietileno que actuara como dieléctricoconel micrómetroque este dato esimportante pararealizarloscálculos.  Se cortan dos pedazosde cable conductory se pegancon cinta adhesiva enlaparte inferiorde lasláminasde aluminio.  Se coloca una láminade aluminioentre laláminade polietilenoevitandocualquier arruga y sobre este laotra laminade aluminio.  Luegose mide lacapacitanciacolocandoloscablesconductoresal multitester. 1.3. DATOS OBTENIDOS Dimensión de las placas(altura, ancho, grosor) en cm Dimensión del dieléctrico(altura, ancho, grosor) en cm Área de la placa (cm) Constante dieléctrica(k) Capacidad del condensador(µF) 11-11-0.01 22-11-0.01 121 2.3 0.92 5.5-5.5-0.15 11-11-0.15 30.25 2.3 1.32
  18. 18. 2.75-2.75-0.20 5.5-11-0.20 7-56 2.3 2.83 1.4. CONCLUCIÓN  La capacitanciaaumentaal reducirel área del capacitor. 2.- CAPACIDAD ELECTRICA 2.1. MATERIALES  Multitester  Protoboard  Condensadoresde 100,500 y 1000 µF
  19. 19.  Resistenciasde 1000, 2500 y 5000 Ω  Cronometro  Cable conductor
  20. 20.  Fuente de alimentaciónde corriente continua 2.2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL  Primerofijarte si los condensadoresque se va a utilizarestán descargados, luego instalamos enel protoboard un circuito del condensadory la resistenciaenserie.  Luego cableamoscon los cablesconductores el condensador la resistenciay miltitester.
  21. 21.  Conectamosuna fuente de corriente continua eneste caso se aplicó 9V a todas las pruebas.  Anotamos las lecturas con el multitestersegúnel tiempode carga.  Para el tiempode descarga se desconectala fuente de alimentaciónde corriente continua y damos lectura en el multitesterhasta que vuelvaa su estado inicial. 2.3. DATOS OBTENIDOS
  22. 22. 1. Cuadro de tiempode carga y descarga del condensadorde 100 µF y la resistenciade 1000 Ω. CONDENSADOR RESISTENCIA TIEMPO DE CARGA VOLTAJE TIEMPO DE DESCARGA VOLTAJE min s min s (100 µF) (1000 Ω) 0 0 0 0 0 9.22 5 8.12 10 9.13 8 8.81 20 9.01 15 9.13 30 8.91 25 9.20 40 8.79 30 9.21 2 0 8.14 40 9.21 4 0 7.21 45 9.22 6 30 6.01 7 30 5.62 9 01 5.13 10 02 4.82 20 09 2.64 34 51 0.01 2. Cuadro de tiempode carga y descarga del condensadorde 100 µF y la resistenciade 2500 Ω. CONDENSADOR RESISTENCIA TIEMPO DE CARGA VOLTAJE TIEMPO DE DESCARGA VOLTAJE min s min s (100 µF) (2500 Ω) 0 0 0 0 0 9.22 5 8.56 10 9.02 8 8.99 20 8.56 15 9.19 30 8.10 25 9.20 40 7.10 30 9.22 2 0 6.23 50 9.22 32 35 0.01 3. Cuadro de tiempode carga y descarga del condensadorde 100 µF y la resistenciade 5000 Ω. CONDENSADOR RESISTENCIA TIEMPO DE CARGA VOLTAJE TIEMPO DE DESCARGA VOLTAJE min s min s (100 µF) (5000 Ω) 0 0 0.01 0 0 9.22 5 7.49 10 8.98 8 8.46 30 8.47 15 8.94 1 01 7.87 17 9.01 2 05 6.93 21 9.05 5 01 4.81 26 9.11 8 45 3.10 29 9.13 10 30 2.58 40 9.18 13 30 1.86 50 9.19 15 0 1.58
  23. 23. 1 01 9.21 20 0 0.92 1 12 9.22 25 25 0.52 36 43 0.01 4. Cuadro de tiempode carga y descarga del condensadorde 500 µF y la resistenciade 1000 Ω. CONDENSADOR RESISTENCIA TIEMPO DE CARGA VOLTAJE TIEMPO DE DESCARGA VOLTAJE min s min s (500 µF) (1000 Ω) 0 0 0.03 0 0 9.20 5 8.76 5 9.10 8 8.90 10 9.07 16 8.97 15 9.02 23 9.03 18 8.91 3.0 9.06 20 8.59 40 9.09 31 8.31 1 04 9.11 1 10 7.42 1 40 9.15 3 30 5.54 2 03 9.15 6 30 3.91 2 17 9.16 8 40 3.11 2 55 9.20 10 30 2.50 34 59 0.03 5. Cuadro de tiempode carga y descarga del condensadorde 500 µF y la resistenciade 2500 Ω. CONDENSADOR RESISTENCIA TIEMPO DE CARGA VOLTAJE TIEMPO DE DESCARGA VOLTAJE min s min s (500 µF) (2500 Ω) 0 0 0.03 0 0 9.21 5 9.16 5 8.85 10 9.20 15 8.85 21 9.21 30 8.32 30 9.21 1 00 7.93 1 30 7.55 3 08 6.12 4 13 5.26 6 22 4.24 10 02 2.83 15 30 1.56 29 03 0.03 6. Cuadro de tiempode carga y descarga del condensadorde 500 µF y la resistenciade 5000 Ω.
  24. 24. CONDENSADOR RESISTENCIA TIEMPO DE CARGA VOLTAJE TIEMPO DE DESCARGA VOLTAJE min s min s (500 µF) (5000 Ω) 0 0 0.03 0 0 9.22 5 8.03 5 9.05 8 8.88 10 8.94 10 9.13 20 8.70 30 9.19 25 8.62 40 9.22 30 8.50 50 9.22 1 30 7.42 2 10 6.82 5 12 4.79 7 34 3.99 10 30 2.15 38 07 0.03 7. Cuadro de tiempode carga y descarga del condensadorde 1000 µF y la resistencia de 1000 Ω. CONDENSADOR RESISTENCIA TIEMPO DE CARGA VOLTAJE TIEMPO DE DESCARGA VOLTAJE min s min s (1000 µF) (1000 Ω) 0 0 0.14 0 0 9.22 5 9.02 5 8.81 10 9.16 10 8.37 20 9.20 20 7.72 30 9.21 30 6.99 40 9.22 1 15 5.07 50 9.22 3 34 1.51 5 00 0.77 6 10 0.45 6 40 0.39 7 00 0.32 7 32 0.25 58 0.14 8. Cuadro de tiempode carga y descarga del condensadorde 1000 µF y la resistencia de 2500 Ω. CONDENSADOR RESISTENCIA TIEMPO DE CARGA VOLTAJE TIEMPO DE DESCARGA VOLTAJE min s min s (1000 µF) (2500 Ω) 0 0 0.03 0 0 9.22 5 9.18 5 8.78 10 9.19 10 8.35 15 9.21 20 7.78 30 9.22 30 7.09 40 9.22 1 01 5.51
  25. 25. 1 30 4.30 1 45 3.75 2 01 3.33 2 30 2.61 3 01 2.04 4 20 1.07 9 43 0.03 9. Cuadro de tiempode carga y descarga del condensadorde 1000 µF y la resistencia de 5000 Ω. CONDENSADOR RESISTENCIA TIEMPO DE CARGA VOLTAJE TIEMPO DE DESCARGA VOLTAJE min s min s (1000 µF) (1000 Ω) 0 0 0.03 0 0 9.22 5 9.05 5 8.79 10 9.11 10 8.40 15 9.16 15 8.03 20 9.17 20 7.63 30 9.20 30 7.16 40 9.21 50 6.02 50 9.22 1 10 5.09 1 30 4.27 2 10 3.33 3 30 1.61 5 00 0.76 10 02 0.03 RECOMENDACIONES  Al construir nuestro condensador debemos contar con instrumentos de medición que puedan medir con escalas de milímetro exactamente tales como un vernier o un micrómetro.  Intentar realizar circuitos complejos de capacitores para comprobar la teoría de capacitancia equivalente.  Medir la carga y descarga de un condensador contar dos multímetros como mínimo para medir adecuadamente el tiempo de carga y descarga.
  26. 26.  Realizar un laboratorio exclusivo de circuitos RC para su mejor comprensión dentro del laboratorio.  Un dieléctrico es un material aislante o no conductor, y su efecto es el de aumentar la capacidad de un condensador.  El campo vectorial de desplazamiento eléctrico, se representa por medio de líneas que empiezan en las cargas de la placa positiva y terminan en las cargas de la placa negativa, ya que este campo tiene relación sólo con las cargas libres.  Tanto para moléculas polares como no polares tienden a momentos dipolares (permanente o inducido) y los materiales quedan "polarizados" en un campo externo.  Cuando se sitúa un dieléctrico sobre las placas de un condensador, el campo eléctrico polariza sus moléculas.  Raymond A. Serway ( James Madison University ) , Robert J. Beicher (Carolina University) Física Para Ciencias e Ingeniería, Quinta Edición, Tomo II.  Sears, Zemansky, Young, Freedman.  CORONA. Electrónica General, Ed. GAMMA, Colombia 2009  Eduardo Nebot del Busto. Universidad de Zaragoza, Departamento de Física Aplicada, 5 de Julio 2004  Félix Redondo Quíntelo y Roberto C. Redondo Melchor. Dieléctricos, Universidad de Salamanca 2011  Gabriel A. Jaramillo Morales y Alfonso A. Alvarado castellanos. Electricidad y Magnetismo, Edición Trillas. México 2003  GLOB. Electrónica Básica. Edición McGraw-Hill, México  Guillermo Santiago, Liliana Pérez y Eduardo Sancho Física II. Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires Ed. FIUBA 2012  Howard H. Gerrish Fundamentos de Electricidad. Edición Limusa, México DF  José Arnoldo Rojas Coto. Teoría Electromagnética I. Edición ITCR 2007  Optaciano Vázquez García. Física General III. Edición 2005 Física Universitaria, Ed. PEARSON. México 2005

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