Capacitores

LABORATORIO:
FISICA II

CAPACITORES

OBJETIVO:
Con ayuda de un generador Van de Graaff el alumno podrá conocer e identificar la propiedades de los dieléctricos así como también la de los capacitores.

MATERIAL:
Electrómetro, capacitor de placas paralelas, transportador de carga, esfera conductora, fuente de poder, papel, nylon.

INTRODUCCIÓN:
La capacidad o capacitancia es unapropiedad de los condensadores o capacitores. Esta propiedad rige la relación entre la diferencia de potencial (o tensión) existente entre las placas del capacitor y la carga eléctrica almacenada en este, mediante la siguiente ecuación:

Donde:
* C es la capacidad, medida en faradios (en honor al físico experimental Michael Faraday); esta unidad es relativamente grande y suelen utilizarsesubmúltiplos como el microfaradio o picofaradio.
* Q es la carga eléctrica almacenada, medida en culombios;
* V es la diferencia de potencial (o tensión), medida en voltios.
Cabe destacar que la capacidad es siempre una cantidad positiva y que depende de la geometría del capacitor considerado (de placas paralelas, cilíndrico, esférico). Otro factor del que depende es del dieléctrico que seintroduzca entre las dos superficies del condensador. Cuanto mayor sea la constante dieléctrica del material no conductor introducido, mayor es la capacidad.
En la práctica, la dinámica eléctrica del condensador se expresa gracias a la siguiente ecuación diferencial, que se obtiene derivando respecto al tiempo la ecuación anterior.

Donde i representa la corriente eléctrica, medida en amperios.Capacitor de placas paralelas:
Dos placas metálicas paralelas de igual área A están separadas por una distancia d. Una placa tiene una carga +Q y la otra tiene una carga –Q. La densidad de la carga superficial en cada placa es , si las placas están muy juntas se puede suponer que el campo eléctrico es uniforme entre las placas y cero en cualquier otra parte.
Ya que el campo entre las placas esuniforme, entonces se encuentra que la capacitancia es:

DESARROLLO TEORICO:
Experimento 1
Ahora usa el conector de electrómetro para capacitor de placas paralelas y conéctalo al capacitor para placas paralelas. Separa las placas del capacitor 2mm.

Conecta la esfera conductora a la fuente de poder. Separa aproximadamente un metro la esfera conductora del capacitor y del electrómetro demanera que no afecte en las mediciones.

Enciende la fuente de poder a 1000V, Enciende el electrómetro, éste debe tener una lectura inicial de 0V.
La esfera conductora que está conectada a la fuente, proporciona carga. Para transferir esta carga al capacitor use el transportador de carga, después une la paleta al capacitor.

Al momento que se toca la placa del capacitor, se registra un voltajeen el electrómetro. Si es necesario, cambia la escala del voltaje. ¿Cuál fue ese voltaje?
Repite la transferencia de carga 4 veces y regístralas en la tabla siguiente. Trata de hacer las transferencias de la misma manera cada vez.
Anota el promedio de las 5 lecturas.

Número de medición | Voltaje |
1ª | -.5 |
2ª | -1 |
3ª| -2 |
4ª | -2 |
5ª | -3 |
Tiene un promedio = -1.7
Separa las placas a 10mm, repite la transferencia 5 veces más y anota el promedio de las lecturas.

Número de medición | Voltaje |
1ª | -2.5 |
2ª | -4 |
3ª | -5 |
4ª | -6.4 |
5ª | -6 |6ª | -6 |
Tiene un promedio = -4.78
Notarás que si hiciste bien las mediciones, en promedio el voltaje aumentó. ¿Por qué? Explica detalladamente.

El voltaje aumenta ya que en las placas se está quedando la carga que se le impregno antes y al frotar nuevamente la vara y al poner en contacto nuevamente con la placa la vara el paso más cargas por lo que...