Dielectricos

INFORME DE LABORATORIO No 4
CAPACITORES Y DIELECTRICOS



Abstract

In this lab report can be found different answers to some of the problematic that occur constantly. Through this experience we will be able to understand, understand and analyze the theory exposed in different theoretical classes, and thus relate to the practices carried out in the laboratory. Through this practice wehave carried out the proposed objectives in practice.




OBJETIVOS

Estudiar las propiedades básicas de los capacitores:

Dependencia de la capacitancia con la geometría y la presencia de dieléctricos.

Hallar la capacitancia equivalente de capacitores combinados en serie, paralelo o mixto.


MARCO TEORICO

A. Condensadores

Un condensador consiste en dos conductores aisladoseléctricamente entre sí, con carga neta –Q y + Q, de manera que entre ellos existe una diferencia de potencial V. La cantidad de carga que puede almacenar es directamente proporcional al voltaje entre los dos conductores, siempre y cuando no se supere un valor de voltaje llamado voltaje de operación del condensador. La constante de proporcionalidad se denomina capacitancia. Así, la relación entrecarga almacenada y voltaje entre los conductores se escribe como:



B. Capacitancia

La capacitancia es una propiedad intrínseca del condensador que depende de su geometría. La configuración más conocida es el capacitor de placas paralelas, que como su nombre lo indica consiste en dos placas conductoras paralelas de área A, separados por una distancia d. Así la capacitancia de uncondensador de placas paralelas está dada por:



C. Aislantes

La colocación de un dieléctrico sólido entre las placas de un capacitor tiene tres funciones.

La primera es que resuelve el problema mecánico de mantener dos hojas metálicas grandes con una separación muy pequeña sin que hagan contacto.

La segunda función es que un dieléctrico incrementa al máximo posible la diferencia depotencial entre las placas del capacitor, cualquier material aislante experimenta una ionización parcial que permite la conducción a través de él, si se somete a un campo eléctrico suficientemente grande. Este fenómeno se llama ruptura del dieléctrico. Muchos materiales dieléctricos toleran sin romperse campos eléctricos más intensos que los que soporta el aire. Así que el uso de un dieléctricopermite que un capacitor mantenga una gran diferencia de potencial V y que, por lo tanto, almacene cantidades más grandes de carga y energía.

La tercera función es que la capacitancia de un capacitor de dimensiones dadas es mayor cuando entre sus placas hay un material dieléctrico en vez de vacío. Este efecto se demuestra con ayuda de un electrómetro sensible, dispositivo que mide la diferencia depotencial entre dos conductores sin permitir un flujo apreciable de carga de uno a otro.

Cuando el medio de separación entre las placas de un condensador es el vacío, la capacitancia se denota como Co. Si el medio de separación es el aire, la capacitancia es igual a la que tendría el condensador medio fuera vacío, es decir Co.
Cuando entre las placas se coloca un material aislante o dieléctricopara separarlas, el valor de la capacitancia aumenta a un valor C, dado por:

O

Donde k es una característica del material llamada constante dieléctrica.

D. Combinaciones de Capacitores

Es común que dos o más capacitores se combinen en circuitos eléctricos.




Combinación en paralelo:

(a) (b)



El arreglo que muestra en la figura (a), se llama conexión en paralelo doscapacitores estan conectados en paralelo entre los puntos a y b, en este caso las placas superiores de los capacitores estan conectadas mediante alambres conductores para formar una superficie equipotencial y las placas inferiores forman otra. Entonces en una conexión e paralelo, la diferencia de potencial para todos los capacitores individuales es la misma y es igual a . Sin embargo las...