SbGL
Páginas: 8 (1754 palabras)
Publicado: 29 de septiembre de 2015
CONDENSADOR DE PLACAS PLANO-PARALELAS. CONSTANTE DIELÉCTRICA
(Estudio del Guión de la Práctica en Casa: 30 PTOS)
(Realización del Trabajo Experimental en el Laboratorio: 35 PTOS)
(Tratamiento y Análisis de las Medidas Experimental en el Laboratorio: 35 PTOS)
OBJETIVO
Comprobar la dependencia de la capacidad de un condensador de placas plano-paralelas respecto a la distancia entre dichas placas.Calcular la constante dieléctrica de un material aislante (polimetilmetacrilato o PMMA, que es su acrónimo). Comprobar que la capacidad resultante de la asociación de dos condensadores en paralelo es suma de las capacidades de ambos condensadores.
ADVERTENCIA: El condensador objeto de estudio se considera AISLADO durante la práctica.
MATERIAL
Condensador de placas plano-paralelas, el cuáldispone de un regulador de la distancia entre sus placas mediante un sistema de medida basado en un nonius, un polímetro-capacímetro, cables de conexión y 3 láminas de material aislante (PMMA) de diferentes grosores.
FUNDAMENTO TEÓRICO
El vector intensidad de campo eléctrico, , suele denominarse a menudo “campo eléctrico”. No obstante, esta terminología, “campo eléctrico”, no es exacta ya que quieredecir: “zona del espacio donde se percibe una interacción de tipo eléctrico”.
Demostraciones 1 y 2 en Casa (5 + 5 PUNTOS)
(CUANDO SE HAYA IMPARTIDO EL TEMA CORRESPONDIENTE)
Demuestra, a partir del Teorema de Gauss (y también mediante la aplicación del principio de superposición), que el módulo del vector intensidad de campo eléctrico, , inducido por una carga neta distribuida uniformemente sobre unplano infinito (densidad superficial de carga, ) en un punto, P, inmerso en un medio dieléctrico, sólo depende de:
La densidad superficial de carga neta en dicho plano infinito, (carga partido por superficie).
Y la permitividad dieléctrica del medio, ε, en el que se encuentra inmerso dicho punto, P.
. (1)
Demostración:
La dirección de es perpendicular al plano, y su sentido depende delsigno de la carga neta:
Se aleja del plano cuando la carga neta es (+).
Se acerca al plano cuando la carga neta es ().
En la presente práctica, los medios aislantes son aire, cuyo comportamiento dieléctrico es semejante al vacío, , y polimetilmetacrilato (o PMMA), , donde (κ: kappa) es la denominada constante dieléctrica característica de este material aislante (o dieléctrico).
Puede decirseque la permitividad dieléctrica, ε, mide la eficacia de un material aislante (o dieléctrico) para apantallar el efecto de la interacción eléctrica del vector intensidad de campo eléctrico:
, porque . (2)
Este efecto reductor se debe a la polarización de dicho material dieléctrico, que hace que se acumule carga ligada (o de polarización) de signo contrario en las proximidades de la carga que creael campo.
En esta práctica, la superficie del dieléctrico próxima a cada una de las placas plano-paralelas del condensador.
Un condensador de placas plano-paralelas está constituido por dos placas conductoras finitas, cargadas con la misma densidad superficial de carga, , pero de signo contrario, separadas una distancia lo suficientemente pequeña, d, comparada con las dimensiones de las placas(R, el radio de las placas si fuesen circulares, como en esta práctica), de forma que podamos suponer que el campo eléctrico creado por cada una de las placas es igual al campo que produce un plano infinito, aproximadamente. Por tanto, si el espacio entre las placas del condensador AISLADO estuviera ocupado por un material aislante con permitividad dieléctrica, , el módulo del vector intensidadde campo eléctrico en un punto cualquiera, P, de dicho espacio entre placas sería:
. (3)
La relación integral entre el vector intensidad de campo eléctrico, E, y la diferencia de potencial entre dos puntos, ΔV, del correspondiente campo eléctrico o zona del espacio donde se percibe dicha interacción eléctrica es:
. (4)
Se define la capacidad de un condensador, cuya unidad en el SI es el...
(Estudio del Guión de la Práctica en Casa: 30 PTOS)
(Realización del Trabajo Experimental en el Laboratorio: 35 PTOS)
(Tratamiento y Análisis de las Medidas Experimental en el Laboratorio: 35 PTOS)
OBJETIVO
Comprobar la dependencia de la capacidad de un condensador de placas plano-paralelas respecto a la distancia entre dichas placas.Calcular la constante dieléctrica de un material aislante (polimetilmetacrilato o PMMA, que es su acrónimo). Comprobar que la capacidad resultante de la asociación de dos condensadores en paralelo es suma de las capacidades de ambos condensadores.
ADVERTENCIA: El condensador objeto de estudio se considera AISLADO durante la práctica.
MATERIAL
Condensador de placas plano-paralelas, el cuáldispone de un regulador de la distancia entre sus placas mediante un sistema de medida basado en un nonius, un polímetro-capacímetro, cables de conexión y 3 láminas de material aislante (PMMA) de diferentes grosores.
FUNDAMENTO TEÓRICO
El vector intensidad de campo eléctrico, , suele denominarse a menudo “campo eléctrico”. No obstante, esta terminología, “campo eléctrico”, no es exacta ya que quieredecir: “zona del espacio donde se percibe una interacción de tipo eléctrico”.
Demostraciones 1 y 2 en Casa (5 + 5 PUNTOS)
(CUANDO SE HAYA IMPARTIDO EL TEMA CORRESPONDIENTE)
Demuestra, a partir del Teorema de Gauss (y también mediante la aplicación del principio de superposición), que el módulo del vector intensidad de campo eléctrico, , inducido por una carga neta distribuida uniformemente sobre unplano infinito (densidad superficial de carga, ) en un punto, P, inmerso en un medio dieléctrico, sólo depende de:
La densidad superficial de carga neta en dicho plano infinito, (carga partido por superficie).
Y la permitividad dieléctrica del medio, ε, en el que se encuentra inmerso dicho punto, P.
. (1)
Demostración:
La dirección de es perpendicular al plano, y su sentido depende delsigno de la carga neta:
Se aleja del plano cuando la carga neta es (+).
Se acerca al plano cuando la carga neta es ().
En la presente práctica, los medios aislantes son aire, cuyo comportamiento dieléctrico es semejante al vacío, , y polimetilmetacrilato (o PMMA), , donde (κ: kappa) es la denominada constante dieléctrica característica de este material aislante (o dieléctrico).
Puede decirseque la permitividad dieléctrica, ε, mide la eficacia de un material aislante (o dieléctrico) para apantallar el efecto de la interacción eléctrica del vector intensidad de campo eléctrico:
, porque . (2)
Este efecto reductor se debe a la polarización de dicho material dieléctrico, que hace que se acumule carga ligada (o de polarización) de signo contrario en las proximidades de la carga que creael campo.
En esta práctica, la superficie del dieléctrico próxima a cada una de las placas plano-paralelas del condensador.
Un condensador de placas plano-paralelas está constituido por dos placas conductoras finitas, cargadas con la misma densidad superficial de carga, , pero de signo contrario, separadas una distancia lo suficientemente pequeña, d, comparada con las dimensiones de las placas(R, el radio de las placas si fuesen circulares, como en esta práctica), de forma que podamos suponer que el campo eléctrico creado por cada una de las placas es igual al campo que produce un plano infinito, aproximadamente. Por tanto, si el espacio entre las placas del condensador AISLADO estuviera ocupado por un material aislante con permitividad dieléctrica, , el módulo del vector intensidadde campo eléctrico en un punto cualquiera, P, de dicho espacio entre placas sería:
. (3)
La relación integral entre el vector intensidad de campo eléctrico, E, y la diferencia de potencial entre dos puntos, ΔV, del correspondiente campo eléctrico o zona del espacio donde se percibe dicha interacción eléctrica es:
. (4)
Se define la capacidad de un condensador, cuya unidad en el SI es el...
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