capacitores y dielectricos

PRÁCTICA No. 4
CAPACITORES Y DIELÉCTRICOS
I.1 FUNDAMENTO TEÓRICO
Un capacitor o también llamado condensador, es un dispositivo cuya principal función es la de almacenar energía en forma de campo eléctrico gracias a la carga acumulada en sus placas, es decir se comporta como un “Almacén o depósito de energía” y la variable que indica cuanta energía eléctrica almacena se denomina CAPACITANCIA,definida como:

Donde:
V = Diferencia de potencial, en voltios.
Q = Carga acumulada, en Coulombios.
C = Capacitancia o también denominada capacidad, se mide en faradios.
En la práctica el faradio (f) es una unidad demasiado grande, por lo que se utilizan sus submúltiplos, cuya equivalencia es:
1 mf = 1 10-3 f 1 pf = 1 10-12 f
1 f = 1 10-6 f 1 pf = 1 10-15 f
1 nf = 1 10-9 f(1 ft = 1 femto faradio)
I.1.1 CAPACIDAD DE UN CONDENSADOR DE PLACAS PARALELAS
La estructura básica de un condensador está constituida por un par de placas paralelas y un dieléctrico o material aislante colocado al medio y cuya capacidad está dada por:

Donde:
k = Constante diléctrica o permitividad relativa (r); adimensional.
o = Permitividad del vacío = 8.85 10-12 C2/N – m2
m =Permitividad del dieléctrico; C2/N – m2
A = Área de las placas; m2
d = Distancia de separación entre las placas; m

Siendo:
Donde: k = r
El valor de k siempre es mayor a 1, para todos los dieléctricos, en el caso particular del vacío k = 1. La función de un dieléctrico es la de aumentar la capacidad de un condensador.
I.1.2 APLICACIONES DE LOS CONDENSADORES
El capacitores uno de los componentes más comunes de los circuitos eléctricos y cumplen varias funciones en un circuito. Puesto que no proporcionan una trayectoria de conducción para los electrones se emplean para bloquear una corriente continua, sin embargo, una corriente alterna puede fluir a través del circuito. Los capacitores se emplean con resistores e inductores para filtrar o suavizar (allanar) unacorriente continua variable. Los capacitores conjuntamente con los resistores forman parte de los circuitos temporizados que a su vez controlan otros circuitos. En los radiorecptores y televisión, los capacitores se emplean conjuntamente con inductores, para constituir circuitos de sintonización. Estos son los que nos permiten seleccionar la frecuencia emitida por una estación de radio o TV.I.1.3 RIGIDEZ DIELÉCTRICA
Es la capacidad del medio a someter a intensos campos eléctricos, normalmente se mide KV/mm, indica la intensidad de campo eléctrico que soporta antes que se destruya el dieléctrico por irrupción del medio.
PARA PLACAS PARALELAS CARGADAS CON IGUAL CARGA Y SIGNOS CONTRARIOS

Donde:
V = Diferencia de potencial necesario, voltio.
Er = Campo eléctrico, para el queocurre la destrucción del dieléctrico; en Voltio/m.
d = Distancia entre las placas (Grosor del diléctrico); en m.
La rigidez dieléctrica que simbolizaremos por RD, es igual a éste campo eléctrico; RD o Er, siendo las unidades de la rigidez el voltio/m, sin embargo como se aplican intensos campos eléctricos, en la práctica la RD, se mide en KVoltio/mm.
PARA UNA ESFERA CARGADA
Si se tiene unaesfera cargada y se acerca una punta metálica conectada tierra. El aire (aislante) impedirá que la esfera se descargue, pero si se continua acercando, el campo eléctrico entre la esfera y la punta aumentará lo suficiente como para obligar al aire a comportarse como conductor; en ese momento existe flujo de electrones por su masa y se produce la descarga eléctrica, y el campo E correspondiente para elcual ocurre el fenómeno sería la rigidez dieléctrica del aire para esos condiciones de humedad.

I.2 OBJETIVOS GENERALES
Determinar la capacidad de un condensador, cuantificar la constante dieléctrica de tres materiales diferentes y medir la rigidez dieléctrica del aire.
I.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
a) PRIMERA PRUEBA: Determinación de la capacidad de un condensador de placas paralelas (sin...