Capacitancia

“CAPACITANCIA”

1.-Objetivos:
1.-Comprender la función básica del condensador como almacenador de carga.
2.-Observar el efecto que tiene un material dieléctrico sobre la capacitancia de un condensador y medir la constante dieléctrica de dicho material.
3.-Investigar las leyes de los condensadores que se conectan en serie y en paralelo.

2.-Material:
1.-Botella de Leyden.
2.-Generadorde carga.
3.-Descargador de botella de Leyden. (Puede ser un cable con forro aislante).
4.-Condensador de placas paralelas.
5.-Capacitómetro.
6.-Llaves allen.
7.-Cables para conexión.
8.-Cuatro condensadores comerciales.
9.-Material dieléctrico (acrílico, madera, vidrio, etc.)
3.- Introducción
La capacitancia se define como la razón entre la magnitud de la carga de cualquiera delos conductores y la magnitud de la diferencia de potencial entre ellos. Esta siempre es una cantidad positiva y puesto que la diferencia de potencial aumenta a medida que la carga almacenada se incrementa, la proporción QV 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.
Lacapacitancia tiene la unidad del SI coulomb por volt. La unidad de capacitancia del SI es el farad (F), en honor a Michael Faraday.
Capacitancia=1F=1CV
El farad es una unidad de capacitancia muy grande. En la práctica los dispositivos comunes tienen capacitancia que varían de microfarads a picofarads.
La capacitancia de un dispositivo depende entre otras cosas del arreglo geométrico de losconductores.
Consideremos dos conductores que tienen una diferencia de potencial V entre ellos. Supongamos que tienen cargas iguales y opuestas. Una combinación de este tipo se denomina capacitor. La diferencia de potencial V es proporcional a la magnitud de la carga Q del capacitor. Esta puede probarse por la Ley de coulomb o a través de experimentos.
Un capacitor se compone de dos conductores aisladoseléctricamente uno del otro y de sus alrededores. Una vez que el capacitor se carga, los dos conductores tienen cargas iguales pero opuestas.
El capacitor de placas paralelas usa un campo eléctrico entre dos placas paralelas para guardar o almacenar la carga. La capacitancia del capacitor depende del área que cubran las placas, A, la separación de las placas, d, y la permitividad relativa, Er, del material entre las placas con respecto al vacío Eo. La relación exacta es:
C=Er Eo Ad
Cualquier material que incremente la permitividad es llamado dieléctrico. A un nivel molecular un dieléctrico contiene molecular polarizadas que se pueden alinear con el campo y por ende incrementan su fuerza.

4.-Procedimiento
Primer objetivo: Comprender la función básica del condensador.
1.-Coloque labotella de leyden sobre una base aislante.
2.-Conecte con alambre la botella de Leyden al generador de carga: Una placas a la terminal positiva de éste y la segunda placa, a la terminal eléctrica negativa. Use cinta adhesiva o cable con caimán según sea la necesidad, para asegurar un buen contacto eléctrico.
3. Accione el generador de cargas para que la botella quede cargada.
4.Transcurrido unos 15 segundos, detenga el generador de carga y desconecte los alambres de la botella.

5.-Toque una placa de la botella de Leyden y observe si se puede descargar de esta forma dicho dispositivo. Enseguida, repita el procedimiento para la otra placa. Tenga el cuidado de no tocar ambas placas a la vez porque podría recibir una fuerte descarga eléctrica.
6.- A continuación, use el alambredescargador y una ambas placas eléctricamente, es decir con un extremo toque una placa y con el otro, la segunda placa de la botella. Observe y explique lo qué sucede. Tenga el cuidado de sujetar el alambre de su envoltura aislante.
7.- Con estas observaciones deberá concluir sobre la función básica del capacitor. En particular deberá observar la forma cómo puede ser descargado.
Segundo...