EFECTOS DE BORDE





Efecto de Borde



Resumen
En la presente práctica el objetivo principal fue calcular y observar el efecto de borde que se crea en un condensador eléctrico de placas paralelas (en este caso fue el más simple pues ambas placas tenían las mismas características). Al tener las placas sumergidas en aceite casero y conectado a una fuente de voltaje y a una cierta distancia; el campoeléctrico se empezó a visualizar cuando se dejaban caer semillas y té de manzanilla. Y en las orillas de las placas se podía ver el efecto de borde. Después de asegurarse que a cierta distancia el efecto de borde se podía visualizar a la perfección el experimento se llevo a cabo al aire libre (sin aceite), esto para no tener problemas con la constante dieléctrica del aceite. Pero en el aire lacapacitancia se midió de formas, una directamente con el medidor LHC y la otra con la formula A partir de esos datos se realizaron una serie de análisis para obtener la medida relacionada con los efectos de borde.
Introducción
Un conductor aislado que tiene una carga Q tiene un cierto potencial , con potencial nulo en el infinito. .La constante de proporcionalidad depende solamente de la forma ytamaño del conductor. A este factor le llamamos capacidad o capacitancia de este conductor y se denota por C.
El concepto de capacitancia es útil siempre que estamos interesados con cargas en, y potenciales de, conductores. El caso de mayor interés es el de dos conductores con cargas opuestas, con carga , respectivamente. Como la capacidad se define como la relación de la carga a la diferenciade potencial entre los dos conductores.
En resumen el objeto mismo, que comprende los dos conductores, el material aislante para mantener los conductores separados, se llama condensador.
Dos placas conductoras que se colocan paralelamente a una distancia S con carga respectivamente y con una misma área A, con valores del potencial en cada una de las placas .
Se sabe que el campoeléctrico que se genera entre las dos placas es casi uniforme excepto en los bordes. Considerándolo uniforme su valor debe ser . Por otro lado la densidad de carga superficial de la superficie interior de una placa es

Al despreciar los efectos de borde y de que ocurre principalmente en los bordes de las placas, podemos obtener una expresión para la carga total:


Y como sabemos que lacapacitancia o capacidad la podemos expresar como Podemos obtener la capacidad total de las dos placas:

Sin embargo se sabe que la capacidad entre las dos placas es igual a la ecuación (3) cuando la distancia S entre ellas es muy pequeña, cuando la distancia no es tan pequeña los efectos de borde se empiezan a notar, es posible calcular el campo eléctrico y la capacidad aproximada con dichos efectospor medio de métodos numéricos, sin embargo, para fines mas prácticos y para esta práctica, se calculara la capacitancia con el valor “teórico” despreciando los efectos de borde y un valor “experimental” por medio de un instrumento que se encarga de medir la capacitancia (LRC) , así, la diferencia de dichos valores nos dará un porcentaje aproximado del efecto de borde de nuestro experimento.Desarrollo Experimental
Material:

02 Placas de vidrio
01 botella de litro y medio de aceite casero
03 pedazos de papel aluminio (20X15 cm)
01 recipiente de vidrio rectangular
04 nueces
01 Metro de hilo cáñamo
03 Varillas
01 Calibrador Vernier
01 Fuente de alto poder

01 Medidor LCR

01 Multimetro

02 Cables Caiman-Caiman


Desarrollo experimental
El experimentoconsistió en medir las capacitancias entre 2 placas de vidrio forradas de aluminio de 2 maneras distintas:
La primera es un experimento más apegado a la teoría, es decir, despreciando los efectos de borde, esto tiene como consecuencia que de cualquier forma en que se midiera el campo eléctrico, este último tenía que tener la misma intensidad y dirección en cualquier punto tomado entre ambas...