Laboratorio 3: “CAPACITOR DE PLACAS PARALELAS”

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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE LA SANTÍSIMA CONCEPCIÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA

 INGENIERÍA CIVIL INDUSTRIAL

Laboratorio 3:

 “CAPACITOR DE PLACAS PARALELAS”

Integrantes:

Katherine Beltrán

Ángela Maldonado

Javiera Ríos

Loreto Vega

Profesor Cátedra y laboratorio: 

Octavio Fierro

Profesor ayudante: 

Ivette Pavez

Asignatura:

Electromagnetismo y Circuitos (IN1086C)

INDICE

OBJETIVOS        1

MATERIALES        1

MONTAJE        1

INTRODUCCIÓN TEÓRICA        2

PLANTEAMIENTO DE HIPÓTESIS        3

MEDICIONES        4

DESARROLLO Y ANÁLISIS        5

Parte 1        5

Parte 2        7

CONCLUSIONES        9

OBSERVACIONES        10

BIBLIOGRAFÍA        11

OBJETIVOS

• Encontrar la relación entre la capacitancia y la distancia entre placas de un capacitor de placas paralelas.

• Obtener experimentalmente la permitividad eléctrica del medio que separa las placas del capacitor plano.

• Comparar las constantes dieléctricas de algunos materiales.

MATERIALES

• Kit completo de capacitores planos circulares.
• Placa de mica (acrílico).
• Placa de corcho.
• Regla o Escuadra milimetrada

MONTAJE

Por cada mesa de grupo de trabajo, había un Capacitor de placas circulares paralelas con separación variable, una placa de acrílico, placas de corcho y una regla milimetrada. Se procedió a conectar los cables  del capacimetro a cada placa del capacitor, para que estas adquirieran una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra; seguidamente, se toma nota de la capacitancia que ha marcado el capacitor, cuando las placas se encuentran, inicialmente, a 2 mm de separación, y posteriormente, la capacitancia del capacitor, mientras las placas son separadas nueve veces más, hasta una distancia entre ellas de 1,5 cm.

Se realizan dos gráficos en Excel “Capacitancia versus distancia entre las placas” y  “Capacitancia versus el inverso de las distancia entre las placas” a fin de determinar con mayor precisión la relación matemática que más ajusta a los resultados de los datos obtenidos.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA

La capacitancia es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacidad es también una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para una diferencia de potencial eléctrico dada. El dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el condensador. La relación entre la diferencia de potencial (o tensión) existente entre las placas del condensador y la carga eléctrica almacenada en éste, se describe mediante la siguiente expresión matemática:

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En donde,
C:    Es capacitancia medida en Faradios [F].
Q:    Carga eléctrica almacenada entre las placas, medida en coulomb o culombios [C].
∆V: Diferencia de potencial entre las placas, medida en voltios [V].

El capacitor o también llamado condensador es un dispositivo que almacena energía eléctrica, el cual se compone de dos placas metálicas conductoras. Entre ambas placas se encuentra un material dieléctrico (aislante) o el vacío. Cabe mencionar que dieléctrico es un material con baja conductividad eléctrica.

 Un conductor de placas paralelas consiste de dos placas paralelas conductoras, cada una con área A, carga +q y –q respectivamente, separadas una distancia d. Si las dimensiones de las placas son grandes en comparación con su separación, d, el campo eléctrico E entre ellas es aproximadamente uniforme.

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Figura N°1 : Capacitor de placas paralelas

 La capacidad de un condensador de placas paralelas es proporcional a la superficie de sus placas e inversamente proporcional a su separación. La ecuación se presenta a continuación:

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Siendo ε0 = 8,8541878176x10-12 [C2 / Nm2]

PLANTEAMIENTO DE HIPÓTESIS

“Se observará un comportamiento inversamente proporcional entre la distancia de las placas paralelas y la capacitancia de condensador”

Se tomará un registro de diferentes distancias entre las placas paralelas, con las respectivas capacitancias. Se procederá graficando las mediciones.

MEDICIONES

        Los datos obtenidos se presentan a continuación, los cuales indican la capacitancia para una distancia dada. Es importante destacar que esta distancia hace referencia a la separación de ambas placas metálicas en donde a partir de un capacimetro fue posible obtener la capacidad de cada una de estas.

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Tabla N°1: Datos obtenidos a partir del capacimetro

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Tabla N°2: Datos obtenidos a partir del capacimetro

DESARROLLO Y ANÁLISIS

Parte 1

1.3) Grafique la capacitancia versus la distancia entre las placas

A continuación, se presenta el gráfico obtenido de las diferentes distancias de las placas paralelas (en cm) y la respectiva capacidad eléctrica del capacitador (en Faradio).  

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Gráfico N°1 : Representación de datos obtenidos

En gráfico anterior se observa una tendencia decreciente o negativa, lo que quiere decir que a mayor distancia menor capacitancia.

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