Practica 3 Física Experimetal Iii Upiicsa

OBJETIVOS:
-Aplicar los conocimientos adquiridos de electrización, campo eléctrico y ley de Gauss en el estudio del Capacitor.
-Determinar y evaluar las leyes físicas que rigen el comportamiento del capacitor.
-Determinar las constantes de permitividad relativa del aire y de algún otro material.
-Evaluar el experimento por comparación de los valores obtenidos contra valores calculados.-Cuantificar y analizar la variación de la capacitancia al variar la separación de sus placas

MARCO TEÓRICO:
A magnitud del valor de capacidad de un capacitor es directamente proporcional al área de sus placas e inversamente proporcional a la distancia que las separa. Es decir, cuanto mayor sea el área de las placas, mayor será el valor de capacidad, expresado en millonésimas de Faradios [µF], ycuanto mayor sea la distancia entre las placas, mayor será la aislación o tensión de trabajo del capacitor, expresadas en unidades de Voltios, aunque el valor de capacidad disminuye proporcionalmente cuanto más las placas se separan.
Condensador dispositivo que almacena carga eléctrica. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otraplaca. La botella de Leiden es un condensador en que sus dos placas son revestimientos metálicos dentro del cristal y fuera de la botella, que es el dieléctrico. La magnitud que caracteriza a un condensador es su capacidad, cantidad de carga eléctrica que puede almacenar a una diferencia de potencial determinado.
Los condensadores tienen un límite para la carga eléctrica que pueden almacenar,pasado este limite se perforan (ruptura del dieléctrico). Pueden conducir corriente continua durante sólo un instante (cambios bruscos de potencial), funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna, aunque con un valor de impedancia en función de la frecuencia.
Esta propiedad los convierte en dispositivos útiles cuando debe impedirse que la corriente continua entre adeterminada parte de un circuito eléctrico. Los condensadores de capacidad fija y capacidad variable se utilizan junto con las bobinas, formando circuitos en resonancia, en las radios y otros equipos electrónicos. Además, en los tendidos eléctricos se utilizan grandes condensadores para producir resonancia eléctrica en el cable y permitir la transmisión de más potencia. Los condensadores sefabrican en gran variedad de formas.
C=Q/ΔV ₀
Capacitores de placas paralelas
Para entender algunos de los factores que determinan el valor de la capacitancia de un dispositivo consideraremos un capacitor conformado por un par de placas planas paralelas. Si + y - son las densidades superficiales de carga eléctrica en las superficies de área A, las cargas eléctricas en las placas tienenmagnitudes +Q y – Q, respectivamente, con Q = dA. Como las cargas eléctricas en las placas son de diferente tipo, tienden a atraerse, por lo que quedan depositadas en las superficies internas del capacitor. La diferencia de potencial eléctrico para este dispositivo:

En donde d es la distancia de separación entre las placas, y es la permisividad eléctrica del vacío. Sustituyendo la expresión para ladensidad de carga en términos de la carga eléctrica, tenemos:

Capacitor de placas planas paralelas con cargas de diferente tipo, y líneas de campo en su interior por lo que al compararla con la expresión 1, encontramos que la capacitancia para el capacitor de placas planas paralelas es:

Entonces C= ε₀ εᵣ A (1/d)

EQUIPO Y MATERIAL UTILIZADO:

- Capacitor experimental de placas planasy paralelas
- Multímetro digital M-4650 CR
- Dos cables de conexión para medición de capacidad
- Diez placas de acrílico
- Un flexómetro
- Paño de lana
- Voltímetro electrostático
- Punta de prueba
- Barra de acrílico
- Dos cables banana-caimán (1m)


DESARROLLO EXPERIMENTAL:
Primer experimento
1. Abrimos las placas a una distancia de 7 cm midiendo la distancia con la escalera...