Fisica ii - capacitores

| Corporación Universitaria Minuto De DiosFacultad De IngenieríaDepartamento De Ciencias BásicasDocente: Omar Calderón Losada | |

LABORATORIO VIRTUAL - CAPACITORES

Grupo: 4F204
NRC: 5198
Fecha: 09-04-2011

Instrucciones:

Realice los pasos que se plantean dejando evidencia gráfica de cada uno de ellos, Para esto, copie y pegue en este mismo documento un pantallazo de la actividadque realizó y los resultados que obtuvo. Guarde el archivo adicionando en el número del grupo.

PARTE B: ENERGÍA

Paso 1: En el Panel de control, haga clic sobre el botón Restablecer todo (Reset all) y confirme su intención. En la sección medidores, active el medidor de capacitancia, el medidor de carga de placa, y el voltímetro.

Paso 2: Mueva las puntas de prueba del voltímetro a lasesquinas superior derecha e inferior del cable de conexión de la batería a las placas. Asegúrese de que el voltímetro está conectado correctamente, al variar el voltaje de la batería debe observar la variación correspondiente en el voltímetro. Deje el voltaje de la batería en 0,00 V.

Paso 3: Ajuste el área y la separación de las placas paralelas, de modo que su capacitancia sea de 0,5 picofaradios(0.5pF = 0,5 × 10-12 F).

Paso 4: Complete la tabla. Establezca los valores voltaje dados en la tabla y registre la carga de placa que corresponde a cada voltaje. Tenga en cuenta que la carga de placa se expresa en la tabla con las unidades de 10-12 C. (Si no puede obtener el valor exacto de voltaje dado en la lista, utilice un valor cercano. Pero use un valor que termine en un número par.)Voltaje (ΔV - Voltio) | Carga de placa (Q - × 10-12 C) |
0,00 | 0,00 |
0,20 | 0,10 |
0,44 | 0,20 |
0,70 | 0,35 |
0,96 | 0,50 |
1,34 | 0,66 |
1,50 | 0,76 |

Paso 5: Construya una gráfica de la carga vs el voltaje con ayuda del Excel. Haga el ajuste a una línea. No se olvide de etiquetar los ejes de la gráfica. Ver archivo con formato.

Paso 6: Interpretación de la pendiente.a. Determine el valor de la pendiente de la recta de mejor ajuste. No se olvide de incluir las unidades de esta pendiente.
RTA:
* El valor de la pendiente de la recta de mejor ajuste seria 0.5063 pF.
Para poder concluir que las unidades de la pendiente son pF realizamos el siguiente análisis:

Teniendo la función general de la recta pendiente (Y=mx+b), reemplazamos las unidades según losdatos de los ejes quedando así:
C=? V+C; así las cosas podemos determinar que requerimos que las unidades de la pendiente para nivelar la ecuación serian faradios (F), que son C/V; dicho esto las unidades de la ecuación quedarían así:
C=FV+C

b. ¿Cuál es el significado de esta la pendiente? (Sugerencia: considere las unidades de la pendiente.)

RTA:
* Luego de analizar las unidadesy el valor de la pendiente en la grafica, podemos concluir que esta corresponde a la capacitancia; esta conclusión también se puede evidenciar en el simulador, donde la capacitancia esta en 0,50 pF, que corresponde al valor de la pendiente formulada en el grafico.

Paso 7: Interpretación del área bajo la curva.

a. Calcular el valor del área bajo la línea de mejor ajuste. (Sugerencia: ¿cuáles el área de un triángulo?)

RTA:
* Teniendo un cuenta que en la grafica se forma un grafico con la pendiente;
*

Para hallar el área de un triangulo es A=(base*altura)/2; donde al reemplazar los valores dados en la anterior grafica podemos determinar lo siguiente:

Base= 1,50 V
Altura= (0,5063*1,5)-0,0046 = 0,75485 pC
Donde el Área seria;
Área= (1,50*0,75485)/2 = 0,5661375pJ

b. ¿Cuál es el significado de esa área? (Sugerencia: considerar las unidades.)
RTA:
* Esta área nos representa la energía almacenada del sistema, y está dada en pJ.

Paso 8: En la sección medidores del panel de control, active el medidor de energía almacenada y examine el valor que muestra. ¿Qué significa?

RTA:

* En este indicador podemos observar que el valor obtenido...