Practica Inductanci Y Capacitancia

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LA MIXTECA Instituto de Electrónica y Mecatrónica Laboratorio de CIRCUITOS ELÉCTRICOS I Grupo: 308 A 24 de Enero de 2013 Prof. Edgardo Yescas Mendoza
Práctica No. 3 "Capacitancia e Inductancia" Objetivo Conocer el principio de funcionamiento y como están formados los capacitores e inductores. Material y Equipo • • • • • • • 2 Resistencias de 1k (¼W) Papel aluminio 2hojas de papel bond Aceite (de comer) 2 Capacitores cerámicos, 0.01uF y 1uF 1 Lápiz de madera 1 Clavo de hierro de 3" y 5mm de diámetro • 3 m de alambre telefónico (usado para alambrar en el protoboard) • Transformador de 120V a 12V • Multímetro con medidor de capacitancia • Generador de funciones • Osciloscopio • Puente de impedancias

1. Introducción La capacitancia e inductancia, son 2 formas decaracterizar el comportamiento de ciertos dispositivos, ante el campo eléctrico producido por el voltaje, o el campo magnético generado por el flujo de corriente. La inductancia se mide en Henrios (H) y la capacitancia en Faradios (F). Como estas unidades son muy grandes, la mayoría de estos componentes usan el prefijo, mili (m) micro (), nano (n) o pico (p), -10-3, 10-6, 10-9, 10-12,respectivamente. La forma más común de hacer un capacitor es el de placas paralelas, el cual se forma por 2 placas conductoras separadas por un material dieléctrico, como el que se muestra en la figura 1(a). La capacitancia de este tipo de estructuras esta dada por la ecuación (1), donde A es Área de las placas, h es el espesor del dieléctrico, r es la permitividad dieléctrica relativa del dieléctrico, oes la permitividad dieléctrica del vacío (o = 8.854 pF/m).
C

 r o A
h

(1)

Un inductor normalmente es el resultado de enrollar N vueltas de alambre en forma de hélice, de longitud S (en metros), sobre un núcleo de algún material ferromagnético de sección transversal A (m2), con una permeabilidad magnética relativa r. La figura 1(b) muestra una vista lateral de este inductor. La permeabilidadmagnética del material esta dada por la ecuación (2), donde 0=4x10-7 H/m es la permeabilidad magnética del aire. Para la estructura de la figura 1(b), su inductancia se calcula con la ecuación (3).
  r o
L

(2)
2

 r o N A
s

(3)

1

Figura 1. (a) Capacitor de placas paralelas; (b) Inductor de N vueltas

Existe una gran variedad de capacitores e inductores comerciales. Los tipos decapacitores más comunes son: Electrolíticos, Cerámicos, Poliéster, Tantalio, etc. Estos se refieren al tipo de material que usan como dieléctrico. Para el caso de los inductores existe una menor variedad de materiales para el núcleo. Para bajas frecuencias el material mas usado es el hierro, en altas frecuencias se usa la ferrita. Por ser más fácil medir la capacitancia, muchos multímetros poseen unmedidor de este tipo. Para medir la inductancia se usa un puente de impedancias. La medición de la impedancia proporciona un medio para obtener una medida cuantitativa del efecto de la capacitancia e inductancia, la cual se define como la resistencia al paso de la corriente alterna (senoidal). La impedancia del capacitor (ZC) e inductor (ZL), se definen por la ecuación (4) y (5) respectivamente.Donde f es la frecuencia de la señal senoidal (en Hz), C el valor de la capacitancia (en Faradios) y L el valor de la inductancia (en Herios).
1 2fC 1 ZL  2fL Zc 

(4)

(5)

Como se puede observar de estas ecuaciones, son funciones de la frecuencia, así si la frecuencia es cero, ZC = (circuito abierto) y ZL =0 (corto), coincide con los predicho por la teoría del comportamiento de estosdispositivos. Con el desarrollo de esta práctica, se pretende que el alumno fabrique capacitores e inductores para entender la forma en la cual se realizan, así como medir otros que adquiera, usando el concepto de impedancia. 2. Procedimiento Fabricación del Capacitor 1. Comprar una placa de baquelita o fibra de vidrio de doble cara de (10x20)cm. Medir su área, espesor con un Vernier y su capacitancia...