Capacitancia de una esfera en espacio libre


Resumen—Este documento presenta los datos obtenidos en el laboratorio número cinco, en el cual, se realiza la medición de la capacitancia y la carga de una esfera cargada a través de una fuente de alto voltaje, la medida se realiza a diferentes voltajes.

Palabras Clave— FUENTE, CARGA, CAPACITANCIA, RADIO, SUPERFICIE, ESPACIO, PERMISIVIDAD.
I. INTRODUCCIÓN
A continuación se presentan losdatos recolectados en la práctica número cinco, donde se utiliza una fuente de alto voltaje para cargar una esfera conductora a diferentes voltajes, la esfera cargada se lleva a un _____ donde se realiza la medición del voltaje, cuyo valor junto con el valor del radio de la esfera y la capacitancia del condensador en el circuito permitirá establecer posteriormente la carga de la esfera y lacapacitancia de la misma.
II. Marco teórico
A. Capacitor.
Un capacitor o condensador se asemeja mucho a una batería, pues al igual que ésta su función principal es almacenar energía eléctrica, pero de forma diferente. El capacitor constituye un componente pasivo que, a diferencia de la batería, se carga de forma instantánea en cuanto la conectamos a una fuente de energía eléctrica, pero no la retiene pormucho tiempo, la función de un capacitor es almacenar cargas eléctricas de forma instantánea y liberarla de la misma forma en el preciso momento que se requiera. [1]
B. Capacitancia
La capacitancia es la razón de carga obtenido por el potencial adquirido de los conductores. La unidad de capacitancia es de Coulomb por Voltio y se llama como Faradio (F). [2]

C. Permisividad del espacio
D. CargaIII. Materiales

1- Esfera conductora

2- Fuente de alto voltaje

3- Cable de alto voltaje

4- Amplificador electrométrico

5- Copa de Faraday

6- Conector

7- Multímetro

8- Capacitor (1 nF)

IV. Objetivos
Medir la carga Q en una esfera conductora en el espacio libre como una función del alto voltaje que ha sido aplicado para cargar la esfera.

Determinar la capacitancia C de la esfera como unafunción de su radio.

Determinar la permisividad del espacio libre .

V. Procedimiento
Una vez realizado el montaje de los elementos de la práctica (fuente de voltaje, amplificador, multímetro, esfera, etc.), se procede a comenzar con las mediciones. Primero se descarga la esfera por medio del ____ de conexión. Se establecer un primer voltaje (1 kV) y se carga la esfera tocando la terminal delcable de alto voltaje, luego para medir la carga, se descarga la copa de Faraday por medio del ____ de conexión y posteriormente se lleva la esfera al interior de la copa de Faraday. Se toma esta medida 5 veces para cada voltaje y se realiza el mismo procedimiento para voltajes de 2, 4, 6 y 8 kV.
VI. Cálculos

A. Promedio de voltajes

Fuente en 1 kV


Fuente en 2 kV


Fuente en 4 kV



Fuente en 6 kVFuente en 8 kV


B. Cálculo de cargas



Fuente en 1 kV



Fuente en 2 kV



Fuente en 4 kV



Fuente en 6 kV



Fuente en 8 kV



C. Permisividad del espacio



Fuente en 1 kV



Fuente en 2 kV



Fuente en 4 kV



Fuente en 6 kV



Fuente en 8 kV



Permisividad promedio




D. Capacitancia de la esfera



Fuente en 1 kV



Fuente en 2 kV



Fuente en 4 kV



Fuente en 6 kV



Fuente en 8 kVCapacitancia promedio



VII. Tablas



VIII. Gráficos


Fig.1 Dependencia de la carga en el alto voltaje aplicado.

IX. Observaciones y recomendaciones

Se debe procurar realizar la práctica en un ambiente seco debido a que la humedad del ambiente afecta drásticamente las mediciones tomadas y en ocasiones no permite la realización de la práctica.

La esfera y la copa de Faraday deben sersiempre descargadas debidamente mediante el ___ de conexión antes de la toma de cualquier medida.

Se debe tener precaución durante la práctica debido a que se utiliza una fuente de alto voltaje, que de no ser utilizada correctamente puede generar daños en los demás instrumentos y afectaciones a la salud de las personas que llevan a cabo la práctica.

Las medidas deben ser tomadas como mínimo en 5...