Annie

ESCUELA DE CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA Y FÍSICA
PRÁCTICAS DE LABORATORIO*
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL
DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERÍA DE QUÍMICA Y
METALURGIA
ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA EN
INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
“FIS ICA II”
PRACTICA N° 01: ELECTROSTATICA
ALUMNOS : BAUTISTA PALOMINO, Fiorella
CASTRO CUETO, Annie kelly
FLORES MICHCA, Gabriel
PROFESOR DE PRACTICA : ORE GARCIA, Julio
GRUPO : jueves de 3-6 pm
FECHA DE ENTREGA : 14 de Agosto del 2014
SEMESTRE ACADÉMICO : 2013 – II
AYACUCHO – PERÚ
2014

LABORATORIO Nº 6
ESTUDIO DEL CONDENSADOR
OBJETIVOS
¨ Medir la capacidad de un condensador con un multímetro.
¨ Hallar la capacidad equivalente de una asociación de condensadores en serie
y paralelo
¨ Analizar las relaciones de distancia y material dieléctrico entre las placas
de un condensador plano.
INTRODUCCIÓN TEÓRICA
Dos placas conductoras paralelas aisladas con cargas iguales y opuestas
forman un condensador plano. Despreciando los efectos de borde se define la
C Q 0
k S
= = e , siendo Q la carga en una placa, Vab la diferencia de
capacidad V
d
ab
potencial entre las placas, k la constante dieléctrica del medio, e0 permitividad
del vacío, S el área de una placa y d la distancia entre placas.
En una asociación de condensadores en serie se cumple que la inversa
de la capacidad equivalente es igual a la suma de las inversas de la capacidad
de cada condensador y en una asociación en paralelo la capacidad equivalente
es igual a la suma de la capacidad de cada condensador.
1.- Condensador plano

Un condensador (en inglés, capacitor,1 2 nombre por el cual se le conoce frecuentemente
en el ámbito de la electrónica y otras ramas de la física aplicada), es un
dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de
almacenar energíasustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de
superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación
de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van
a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las placas,
sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica,
positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total.
Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente
eléctrica, sino simplemente energía mecánicalatente; al ser introducido en un circuito se
comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacenar la energía eléctrica que
recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el
periodo de descarga.
Dos placas conductoras cuadradas de lado L se sitúan paralelamente a
una distancia a la una de la otra ( ). Los potenciales de ambas
placas son V1 y V2, respectivamente. Calcule el valor aproximado de
1. El potencial en los puntos entre ambas placas.
2. El campo eléctrico en el espacio intermedio.
3. La carga almacenada en la caras de las placas enfrentadas a
la otra placa.

Desprecie los efectos de borde.
Funcionamiento
La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial
entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad
o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo
1 faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a
una d.d.p.de 1 voltio, estas adquieren una carga eléctrica de 1 culombio.
La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los
condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en micro- μF =
10-6, nano- nF = 10-9 o pico- pF = 10-12 -faradios. Los condensadores obtenidos a partir
de supercondensadores (EDLC) son la excepción. Están hechos de carbón
activado para conseguir una gran área relativa y tienen una separación molecular entre
las "placas". Así se consiguen capacidades del orden de cientos o miles de faradios.
Uno de estos condensadores se incorpora en el reloj Kinetic de Seiko, con una
capacidad de 1/3 de Faradio, haciendo innecesaria la pila. También se está utilizando
en los prototipos de automóviles eléctricos.
El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente fórmula:
en donde:
: Capacitancia o capacidad
: Carga eléctrica almacenada en la placa 1.
: Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2.
Nótese que en la definición de capacidad es indiferente que se considere la
carga de la placa positiva o la de la negativa, ya que
aunque por convenio se suele considerar la carga de la placa positiva.En cuanto al aspecto
constructivo, tanto la forma de las placas o armaduras como la naturaleza del material
dieléctrico son sumamente variables. Existen condensadores formados por placas,
usualmente de aluminio, separadas por aire, materiales cerámicos, mica, poliéster, papel o
por una capa de óxido de aluminio obtenido por medio de la electrólisis.

Energía almacenada
Cuando aumenta la diferencia de potencial entre sus terminales, el condensador
almacena carga eléctrica debido a la presencia de un campo eléctrico en su interior; cuando
esta disminuye, el condensador devuelve dicha carga al circuito. Matemáticamente se puede
obtener que la energía , almacenada por un condensador con capacidad , que es
conectado a una diferencia de potencial , viene dada por:
Fórmula para cualesquiera valores de tensión inicial y tensión
final:
Donde es la carga inicial. es la carga final. es la tensión inicial. es la tensión final.
Este hecho es aprovechado para la fabricación de memorias, en las que se aprovecha la
capacidad que aparece entre la puerta y el canal de los transistores MOS para ahorrar
componentes.
Carga y descarga
Véase también: Circuito RC
Al conectar un condensador en un circuito, la corriente empieza a circular por el mismo. A la
vez, el condensador va acumulando carga entre sus placas. Cuando el condensador se
encuentra totalmente cargado, deja de circular corriente por el circuito. Si se quita la fuente y
se coloca el condensador y la resistencia en paralelo, la carga empieza a fluir de una de las
placas del condensador a la otra a través de la resistencia, hasta que la carga es nula en las
dos placas. En este caso, la corriente circulará en sentido contrario al que circulaba mientras
el condensador se estaba cargando.
Carga
Descarga
Donde:
V(t) es la tensión en el condensador.

Vi es la tensión o diferencia de potencial eléctrico inicial (t=0) entre las placas del
condensador.
Vf es la tensión o diferencia de potencial eléctrico final (a régimen estacionario
t>=4RC) entre las placas del condensador.
I(t) la intensidad de corriente que circula por el circuito.
RC es la capacitancia del condensador en faradios multiplicada por la resistencia del
circuito en Ohmios, llamada constante de tiempo.
PROCEDIMIENTOS (P), RESULTADOS (R) Y CUESTIONARIO (C)
MATERIALES: Condensadores cerámicos y electrolíticos, multímetro digital,
protec board, sistema de un condensador plano de distancia variable, un
multímetro digital y conectores.
1. Medir la capacidad de un condensador con un multímetro
1.1 (P) Observe como medir la capacidad de un condensador en un
multímetro digital según indicaciones del profesor. (R) Haga un esquema.
1.2 (P) Observe y distinga los distintos tipos de condensador. Lea la
capacidad nominal indicada en el condensador, según esto elija una escala
superior adecuada para medir la capacidad en el multímetro, mida la
capacidad de los distintos condensadores. Anote también el voltaje del
condensador, (C) con estos datos calcule la carga máxima que almacena los
condensadores usados

1.3 (C) La Tierra puede ser considerada como un condensador esférico.
Calcule cuánto vale su capacidad.
2. Hallar y medir la capacidad equivalente de una asociación de
condensadores en serie y paralelo
2.1 (P) Haga una asociación en paralelo con 2 condensadores. (R) Con los
valores medidos en 1.2. halle el valor de la capacidad equivalente y (P)
compruébelo experimentalmente.
2.2 (P) Haga una asociación en serie con 2 condensadores. (R) Con los
valores medidos en 1.2. halle el valor de la capacidad equivalente y (P)
compruébelo experimentalmente.
2.3 (P) Haga una asociación mixta de condensadores. (R) Con los valores
medidos en 1.2. halle el valor de la capacidad equivalente y (P) compruébelo
experimentalmente.

3. Condensador plano:
3.1 (P) Instale el sistema de un condensador plano según indicaciones del
profesor
3.2 (P) Mida el diámetro de las placas paralelas del condensador
3.3 (P) Conecte el multímetro al condensador, antes fíjelo en la opción
capacímetro en su mayor escala.
3.4 (P) A diferentes distancias en la escala del condensador mida su
capacidad, espere unos segundos antes de medirlo.
3.5 (R) Grafique la capacidad versus inversa de la distancia. Haga un ajuste
por mínimos cuadrados y con los datos medidos calcule la constante
dieléctrica del aíre.
3.6 (P) Repite el paso 3.4 y 3.5 fijando un dieléctrico pegado a una de las
placas.
3.7 (R) Grafique la capacidad versus inversa de la distancia. Haga un ajuste
por mínimos cuadrados y con los datos medidos, incluso con el cálculo

anterior, estime la constante dieléctrica del dieléctrico. No olvide que se
trata de una asociación en serie.
3.8 (R) Compare, analice y comente sus resultados con y sin dieléctrico
3.9 (C) Discuta la razón de la presencia de los dieléctricos en los
condensadores comerciales, ¿cuáles son los más usados?
BIBLIOGRAFIA
¨ Golderber. Física general y experimental II, Pág. 363-365
¨ Ministerio de Educación. Manual de Laboratorio de Física, Pág. 236-240
¨ UNI. Guía de laboratorio, Pág. 123-129
* Elaborado por Fis. Julio Oré

Annie

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Destacado

Destacado (20)

Similar a Annie

Similar a Annie (20)

Annie