capacitancia

CAPACITANCIA
Andrea Estrada, Cindy Restrepo, Carlos Quintero, Carolina Blandón
Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, Medellín - Colombia
Facultad de Ciencias básicas, Humanas y Sociales
Abril 2013 

Resumen
La capacitancia se define como la razón entre la magnitud de la carga de cualquiera de los conductores y la magnitud de la diferencia de potencial entre ellos.
La capacitanciasiempre es una cantidad positiva y puesto que la diferencia de potencial aumenta a medida que la carga almacenada se incrementa, la proporción Q / V es constante para un capacitor dado. En consecuencia la capacitancia de un dispositivo es una medida de su capacidad para almacenar carga y energía potencial eléctrica.
La capacitancia tiene la unidad del SI coulomb por volt. La unidad decapacitancia del SI es el farad (F), en honor a Michael Faraday.
En este laboratorio tuvimos en cuenta que ocurre con el voltaje y la carga si mantenemos la capacitancia constante, o si mantenemos el voltaje constante que ocurrirá con la carga y la capacitancia del condensador, y por ultimo si mantenemos constante la carga que ocurre con la capacitancia y el voltaje, todos estos procedimientos losrealizamos en un programa que simulaba el experimento.


1. Objetivos
Familiarizarse con el modelo matemático de un capacitor de placas paralelas.
Determinar la relación entre las características geométricas de un capacitor de placas paralelas y su capacitancia.
Determinar la relación entre el voltaje y el campo eléctrico de un capacitor de placas paralelas.

2. Materiales y procedimientoMedidor de campo eléctrico
Fuente de voltaje dc
Placas paralelas
Multímetro digital


3. Datos y cálculos
Actividad 1
Utilizando el simulador capacitor lab de PHET, analice la dependencia del valor de la capacitancia con las características geométricas del capacitor, para lo cual a una distancia de separación fija, varíe el área de las placas, tome al menos 5 valores diferentes de área ycapacitancia, grafique y analice con su grupo de trabajo como es el comportamiento de la capacitancia.
Mantenga fija el área de las placas y varíe la distancia de separación entre ellas, tome datos cada milímetro, grafique convenientemente para obtener una recta y analice con su grupo de trabajo como es el comportamiento de la capacitancia con la distancia.
Reúna el comportamiento de las dosgraficas anteriores en una sola expresión.
Tabla 1. Relación entre el área, distancia y capacitancia dejando el área constante
área
distancia
capacitancia
400 mm2
10 mm
3,54E-13
400 mm2
6,9mm
5,12E-13
400 mm2
5 mm
7,08E-13
Grafica 1. Grafica distancia vs capacitancia

Tabla 2. Relación entre el área, la distancia y la capacitancia dejando la distancia constante
área
distanciacapacitancia
400 mm2
10 mm
3,54E-13
298,8 mm2
10 mm
2,65E-13
199,9mm2
10 mm
1,77E-13
100 mm2
10 mm
8,90E-14
Grafica 2. Grafica de área vs capacitancia


Actividad 2
Familiarícese con el medidor de campo eléctrico y la manera de tomar medidas con el Multimetro.
Energice el capacitor y mida el campo eléctrico generado entre las placas. Varíe ahora la distancia que las separa y ajuste elvoltaje hasta que el campo entre ellas sea igual que antes, repita esta operación al menos 5 veces, grafique los datos de voltaje y distancia, analice y concluya sobre la relación entre estas variables.
R//En esta actividad nos dimos cuenta que al aumentar la distancia entre las placas, la capacitancia disminuía y por lo tanto el voltaje aumentaba, y al acercar las placas, la capacitanciaaumentaba y el voltaje disminuía.
Tabla 1.valores iniciales
AREA
400mm2
DISTANCIA
10
VOLTAJE
0.38
C. ELECT
38 vol/m
CAPACITANCIA
6.02x10-13
Tabla 2.segundos valores
AREA
400mm2
DISTANCIA
59
VOLTAJE
0.23
C. ELECT
38 vol/m
CAPACITANCIA
6.02x10-13


Tabla 3.terceros valores
AREA
400mm2
DISTANCIA
9.6...