Condensadores

Laboratorio N05

I).- Titulo: Carga Almacenada en un Condensador y Corriente Eléctrica

II).- Objetivos: consta de prácticas que tienen por objetivo lograr que los alumnos lleguen a dominar los temas sobre Carga Almacenada en un Condensador y Corriente Eléctrica. Estos incluyen los siguientes:
 Obtener la relación existente entre la carga del condensador y la descarga del condensadorcon respecto al tiempo.
 El comportamiento que experimenta el condensador con respecto a la carga y descarga de voltaje durante el tiempo.
 La relación existente que hay entre la carga y la descarga de un condensador.
 Determinar la relación del amperímetro con los diferentes tiempos dado en la carga y descarga del condensador.
III).- Experimento:
A).- Modelo Físico:
Carga Almacenadaen un Condensador y Corriente Eléctrica
A.1) Condensador.- Los condensadores son elementos eléctricos ampliamente usados en una gran variedad de circuitos eléctricos. Se utilizan, por ejemplo, en los circuitos filtros, en circuitos sintonizadores, etc. Esencialmente, el condensador es un elemento que acumula energía eléctrica en términos del campo eléctrico producido en su interior comoconsecuencia de las cargas eléctricas que se depositan en sus placas. El condensador es un sistema de dos cuerpos conductores, denominados placas o armaduras, aislados entre sí y de cualquier otro cuerpo eléctrico. Cada placa del condensador se carga con carga de igual valor y distinto signo, de manera tal que se establece una diferencia de potencial entre las placas, siendo V+ el potencial eléctrico queadquiere la placa cargada positivamente y V− el potencial en la placa Negativa . Este sistema de cargas genera un campo eléctrico en toda la región entre placas, orientado desde la placa positiva hacia la placa negativa, obteniéndose así una inducción completa pues todas las líneas de fuerzas originadas en la placa positiva terminan en la placa negativa. Además, como cada placa del condensador esconductora, el campo eléctrico en cualquier punto interior a la placa es cero, y toda la carga de la placa debe distribuirse sobre su superficie.
A.2).- Capacidad.- La carga que adquiere cada placa del condensador y la diferencia de potencial que se establece entre las placas no son magnitudes independientes entre sí, sino que por el contrario, están relacionadas proporcionalmente. La constantede proporcionalidad se denomina capacidad y resulta ser un parámetro característico de cada condensador que depende de su forma geométrica y del tipo de material utilizado para aislar eléctricamente las placas; se denota como C y se expresa en unidades llamadas faradio; aunque los valores tipos son submúltiplos de esta unidad, tales como microfaradio , nano faradio , picofaradio Así, la ecuaciónfundamental para los condensadores se expresa como:




En consecuencia, la capacidad de un condensador de geometría conocida se determina como el cociente entre la carga en la placa y la diferencia de potencial entre placas. Los condensadores de geometría más simple son los denominados como: condensador de placas planas paralelas, condensador esférico y cilíndricos
A.3).- Condensadores deplacas planas paralelas .- Es aquel condensador formado por dos láminas conductoras de área A y separadas paralelamente por una distancia d, que es pequeña comparada con las dimensiones de las aristas del área Al conectar el condensador a una fuente de poder(dispositivo que suministra energía eléctrica) cada una de las placas adquiere una carga de valor Q(el proceso de carga, así como los tipos defuente de poder se discutirán más adelante). Se determina, primeramente, el campo eléctrico en la región interior al condensador bajo la condición de placa infinita. Se elige como superficie gaussiana un cilindro de eje perpendicular a la placa cargada(figura. , con una tapa en el interior de la placa conductora y la otra en el medio dieléctrico; por consiguiente, el flujo eléctrico a través de...