Laboratorio de capacitancia

I) OBJETIVOS
* Estudio de las propiedades de los capacitores.
* Dependencia de la capacitancia de la geometría.
* Dependencia de la capacitancia con dieléctricos.
* Investigar las leyes de los condensadores que se conectan en serie y paralelo.

II) MATERIALES Y EQUIPOS

a. Un capacimetro

b. Dos placas metalicas de area comparable

c. Placasdieléctricas delgadas
(papel, papel carbón, vidrio, acrilico)


d. cables

III) FUNDAMENTO TEORICO.

CAPACIDAD DE UN CONDENSADOR:

Consideremos un condensador de placas o armaduras planas, por ejemplo, y conectemos éstas a los polos de una batería, como muestra la figura. En virtud de esta condición, tales placas captaran carga eléctrica: la armadura A, conectada al polo positivo,recibe una carga positiva +Q, y la armadura B, conectada al polo negativo, una carga –Q. Decimos que el condensador quedo cargado con una carga Q. Es fácil concluir que, en estas condiciones, entre las armaduras del capacitor hay una diferencia de potencial Vab, igual a la que existe entre los polos de la batería.
También podemos observar que si el condensador se conectara a otra batería de mayorvoltaje, la carga que las placas adquirirían seria mayor. Pero, se observa que para un capacitor determinado, la relación entre la carga Q adquirida, y la diferencia de potencial Vab establecida es constante. Esta magnitud denominada capacitancia (o capacidad del condensador, es característica del aparato, y se representa con el símbolo C. Así pues, la capacitancia (o capacidad) de un condensador (ocapacitor) se obtiene dividiendo la carga Q, establecida en sus armadura, con el voltaje que se aplica. La expresión de esta cantidad es:


En el Sistema Internacional, al medir la carga en coulomb y la tensión en volt, la capacitancia resulta en farads (símbolo: F), esta unidad es demasiado grande, por lo tanto, se utilizan medidas mas pequeñas, la mas ocupada es el microfarad (μF), este esun submúltiplo de farad, tal que 1 μF = 10-6 F.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CAPACIDAD:
- El área útil de las armaduras del condensador, la capacidad es proporcional al área útil de cada placa, es decir:
C α A A → área
C → capacidad o capacitancia
- El espesor deldialéctico. Cuanto menor sea la distancia entre las armaduras, tanto mayor será la capacidad del aparato, es decir:
C α 1 C → capacidad o capacitancia
d d → distancia entre las armaduras

- La naturaleza del dialéctico. Un capacitor con dialéctico entre sus armaduras es mejor almacenadorde carga que sin él, pues la introducción del dieléctico incrementa la capacitancia, entonces esta va a depender de una constante única para cada tipo de dieléctico.
C = KC0 C → capacidad o capacitancia
C0 → capacidad de un Condensador sindieléctico
K → constante dieléctrica


Condensador con Diel´ectrico

− Cuando un diel´ectrico (aislante) se introduce entre las placas de un condensador, su capacidad aumenta en un factor κ > 1:
C = κC0



donde C0 es la capacidad delcondensador sin diel´ectrico (cuando hay vac´ıo entre las placas) y C la capacidad del condensador con diel´ectrico.

− El resultado anterior es v´alido tanto si el condensador se encuentra a potencial constante
(conectado a una bater´ıa o fuente de voltaje), como si se encuentra a carga constante (no conectado a ninguna bater´ıa o fuente de voltaje).

− La constante κ es la...