CAPACITANCIA DEPENDIENTE DE SUS DIMENSIONES GEOMETRICAS

DEPARTAMENTO DE FISICA
LABORATORIO N 5
CAPACITANCIA DEPENDIENTE DE SUS DIMENSIONES GEOMETRICAS

CAPACITANCIA DEPENDIENTE DE SUS
DIMENSIONES GEOMETRICAS
1. OBJETIVOS:
Verificación del comportamiento de la capacitancia dependiente de la distancia de
separación entre las placas.
Determinación de la constante de permitividad del vacío con el 1% de error probable.
2. FUNDAMENTO TEORICO:CAPACITOR:
El capacitor es un dispositivo eléctrico que sirve para almacenar carga eléctrica en sus placas
o armaduras, pero de signos contrarios y almacenar energía eléctrica en el campo eléctrico
que se crea entre sus placas, construido básicamente de dos placas aisladas. Este capacitor
eléctrico en forma general se puede representar por dos conductores:

Como se ve en la figura I, alconectar los terminales de una batería a los conductores, se
establece una circulación instantánea de corriente eléctrica (portadores de cargas eléctricas
negativas: electrones) ; es decir, se mueven los electrones de una placa dejando huecos
electrónicos, hacia la otra a través de la batería con la que esta última placa, queda con un
exceso de electrones y cesa después la circulación de corrienteeléctrica por qué no puede
hacerlo a través del vacío entre los dos electrodos. Por este efecto, se crea un campo
eléctrico entre las placas y en este campo eléctrico se almacena la energía eléctrica. Si luego
se desconecta la batería, las dos placas aisladas quedan cargadas. Entonces se ha logrado
obtener una diferencia de potencial eléctrico entre sus bornes similar a una batería.
Si seaumenta progresivamente la diferencia de potencial eléctrico entre los bornes de los
dos electrodos, se observa por medición que la carga eléctrica también aumenta
proporcionalmente, en consecuencia existe una constante de proporcionalidad entre estas
dos magnitudes (tensión y carga eléctrica) a la que se la denomina capacidad que
normalmente se representa por la letra C.
Por tanto:
De la cual seobtiene:

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F (Faraday) es la unidad en honor al investigador Faraday.
CAPACITOR DE PLACAS PLANAS:
Un capacitor de placas planas o armaduras paralelas de área S y material metálico o
conductor, está separado por una distancia “d”.
La capacitancia se puede determinar en función de su áreatransversal, la distancia de
separación entre placas y la permitividad del vacío. La capacitancia del capacitor es:

Donde:
S es el área de la sección transversal de placas en [m2].
es la distancia de separación entre placas [m].
la permitividad o permisividad del vacío cuyo valor es
.
El comportamiento de la capacitancia en función de la distancia de separación es como se
muestra en lafigura:
3. HIPOTESIS EXPERIMENTAL:
“La capacitancia de un capacitor de placas y paralelas es proporcional a su área transversal e
inversamente proporcional a la distancia de separación entre placas, donde la constante de
proporcionalidad es la permitividad del vacío”.
4. INSTALACION DEL SISTEMA EXPERIMENTAL:

ESQUEMA EXPERIMENTAL

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5. DATOS EXPERIMENTALES:
Tabla 1
Error probable

1%
Tabla 2

MAGNITUD
Diámetro D
Distancia d

Cantidad
25,5±0,1
d±0,1

Unidad
cm
mm

Tabla 3
N°
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

2,9±0,1
3,9±0,1
4,9±0,1
5,9±0,1
6,9±0,1
7,9±0,1
8,9±0,1
9,9±0,1
10,9±0,1
11,9±0,1

162,3±5,5
125,0±5,5
103,4±5,5
88,5±5,5
77,4±5,5
69,1±5,563,1±5,5
57,2±5,5
53,1±5,5
49,7±5,5

6. RESULTADOS DEL EXPERIMENTO:
Verificando el comportamiento del modelo matemático:
El área:

La expresión de la capacitancia:

“El grado de correspondencia entre las propiedades del experimento y el teórico son
suficientemente buenos”.
Permitividad del vacío:
Este valor resulta del cálculo estadístico.
7. INTERPRETACIONES FISICAS:
La...