Capacitores

Práctica 13: Capacitores

OBJETIVO: Analizar la relación de un capacitor de placas paralelas con la distancia entre las placas y el área de las mismas. Analizar la capacitancia equivalente de capacitores en serie y en paralelo.

PROBLEMA: ¿Qué capacitancia equivalente tiene mayor exactitud y menor incertidumbre; la obtenida al colocar los capacitores en serie o al colocarlos en paralelo? Considerando el valor verdadero, el teórico Y ¿Cuál es la exactitud de la constante dieléctrica obtenida del material de prueba? Considerando el valor verdadero, el valor informado por el proveedor o publicado en tablas.

ANTECEDENTES:

Un capacitor es un dispositivo eléctrico formado por dos conductores aislados entre sí, que al aplicarles una diferencia de potencial V, se reacomoda su carga eléctrica uno queda con carga positiva y otro con carga negativa. La capacitancia se define como:

C=Q/V

La capacitancia depende de la distancia entre los conductores y del área de cada conductor:

C=ε A/d

ε=constante dieléctrica

Se denomina dieléctricos a los materiales que no conducen la electricidad, por lo que se pueden utilizar como aislantes eléctricos.

HIPÓTESIS: A menor distancia entre las placas paralelas, mayor capacitancia. La capacitancia equivalente con mayor exactitud y menor incertidumbre será la que corresponde al circuito en paralelo.

PROCEDIMIENTOS:

Conectar el capacitor de placas paralelas al mediro de capacitancia.

Colocar el material en medio de las placas y medir la capacitancia y la distancia.

Realizar 5 distancias diferentes y observar como varía la capacitancia con respecto a la distancia.

CAPACITANCIA EQUIVALENTE

Conectar los tres capacitores en serie y medir su capacitancia equivalente.

Conectar los tres capacitores en paralelo y medir su capacitancia.

Realizar lo mismo de manera teórica y observar la variación que hay entre el valor teórico y el valor experimental.

MATERIAL:

1 capacitor de placas paralelas

1 medidor de capacitancia

3 capacitores diferentes

3 cables rojos

3 cables negros

RESULTADOS:

Tabla 1. Capacitancia

Capacitancia (pF) Distancia (cm) ε

1 33.3 0.72 9.55x10-12

2 18.4 1.36 1.00x10-11

3 9.8 1.74 6.82x10-12

4 5.7 2.28 5.19x10-12

5 1.6 3.1 1.94x10-12

C=ε A/d

ε=Cd/A= (33.3pF(0.72cm))/(π(〖8.94cm〗^2))=9.55x〖10〗^(-12) F/m

C1

¡/(Ceq.)= 1/C1+1/(C2 )+1/C3

C2

¡/(Ceq.)= 1/104.8+1/4.5+1/2.1= 1.41µF

C3

Ceq= 4.5µF

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