FIII-3-Condensador de Placas Paralelas

8/18/2019 FIII-3-Condensador de Placas Paralelas

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LABORATORIO Nº 3.

CONDENSADOR DE PLACAS PARALELAS.

I.- OBJETIVOS:- Verificar y observar utilizando el electroscopio la redistribución de cargas entre las

placas del condensador, cuando se varía la distancia entre ellas, cuando se varía lasuperficie y cuando se coloca un dieléctrico entre las dos placas del conductor.

- Hallar la capacitancia, la carga, la diferencia de potencial del condensador, haciendouso de los datos experimentales.

II.- MATERIALES:

- os discos de aluminio con soporte.- !n disco de acrílico con soporte.- !n electroscopio.- "enerador de Van de "raff.- os alambres conductores.- !n multímetro.- !na fuente de corriente continua.

III.- FUNDAMENTO TEÓRICO.

#.$ %&'(')*&+.

%uando dos conductores estn dispuestos de manera ue todas las líneas defuerza ue parten de uno de ellos llegan al otro, se dice ue se eercen influenciatotal. (l sistema así formado se denomina condensador y los conductores,armaduras/ los dos conductores estn cargados con cargas de igual magnitud perode signo contrario.

(l capacitador ms sencillo consiste de dos placas metlicas planas y paralelas, separadas por una distancia d . 0a región entre las placas puede ser elvacío, el aire u otro material no conductor como aceite, vidrio o mica.

)upongamos ue se toma aun capacitador de aire descargado en sus placas,se conecta con una batería. *ntes de cerrar el interruptor, las dos placas delcapacitador estn al mismo potencial, y la región entre ellos est libre de campoeléctrico/ si se cierra el interruptor, la diferencia de potencial entre las dos placas1 V,ser igual al potencial ue est entre los terminales de dicha batería.

)i hay una diferencia de potencial V entre las placas, debe haber también uncampo eléctrico entre ellas.• Ejemplo e !o"e"#$o% e pl$!$# p$%$lel$#.


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os placas paralelas de igual rea * estn separadas una distancia d como en lafigura #.$. !na placa tiene carga 23, y la otra, carga -3.

Fig. 3.1. Un condensador de placas paralelas consta de dos placas paralelas

cada una de área A, separadas una distancia d. Las placas tienen cargas iguales y opuestas.

0a carga por unidad de rea en cada placa es 4 5 36*. )i las placas estnmuy cercanas una de la otra, podemos despreciar los efectos de los extremos ysuponer ue el campo eléctrico es uniforme entre las placas y cero en cualuier otro lugar. (l campo eléctrico entre las placas esta dado por 1

E = Q/ E 0 A

0a diferencia de potencial entre las placas es igual a (d / por lo tanto,

%omo la diferencia de potencial es una medida de la energía por unidad de carga,las unidades del potencial en el )7 son oules por coulomb, la cual se define comouna unidad llamada voltio 8V9 1

$V 5 $:

%

)ustituyendo este resultado , encontramos ue la capacitancia esta dada por 1


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(sto significa ue la capacitancia de un condensador de placas paralelas es proporcional al rea de éstas e inversamente proporcional a la separación entreellas. 0as unidades de la capacitancia en el )7 son el %oulomb por Volt. 0a unidad enel )7 para la capacitancia es el faradio 8;9, en honor a & (0 7(0?%>+7%& (' !' %&'(')*&+

0a mayor parte de los condensadores llevan entre sus lminas una sustanciano conductora o dieléctrica. !n condensador típico est formado por lminasmetlicas enrolladas, separadas por papel impregnado en cera. (l condensador resultante se envuelve en una funda de plstico. )u capacidad es de algunosmicrofaradios.

0a botella de 0eyden es el condensador ms primitivo, consiste en una hoametlica pegada en las superficies interior y exterior de una botella de vidrio.0os condensadores electrolíticos utilizan como dieléctrico una capa delgada de

óxido no conductor entre una lmina metlica y una disolución conductora. 0afunción de un dieléctrico sólido colocado entre las lminas es triple1• +esuelve el problema mecnico de mantener dos grandes lminas metlicas a

distancia muy peue@a sin contacto alguno.• %onsigue aumentar la diferencia de potencial mxima ue el condensador es

capaz de resistir sin ue salte una chispa entre las placas 8ruptura dieléctrica9.• 0a capacidad de un condensador de dimensiones dadas es varias veces mayor

con un dieléctrico ue separe sus lminas ue si estas estuviesen en el vacío.

)ea un condensador plano-paralelo cuyas lminas hemos cargado con cargas 2 Qy A Q, iguales y opuestas. )i entre las placas se ha hecho el vacío y se mide una

diferencia de potencial V 0, su capacidad y la energía ue acumula sern

)i introducimosun dieléctrico se observa ue la diferencia de potencial disminuye hasta un valor V .0a capacidad del condensador con dieléctrico ser


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donde se denomina constante dieléctrica0a energía del condensador con dieléctrico es

la energía de un condensador con dieléctrico disminuye respecto de la del mismocondensador vacío.

#.# >(&+B*


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)ean polares o no polares las moléculas de un dieléctrico, el efecto neto deun campo exterior se encuentra representado en la figura inferior. *l lado de la placa positiva del condensador, tenemos carga inducida negativa y al lado de la placanegativa del condensador, tenemos carga inducida positiva.

%omo vemos en la parte derecha de la figura, debido a la presencia de lascargas inducidas el campo eléctrico entre las placas de un condensador con

dieléctrico E es menor ue si estuviese vacío E 0. *lgunas de las líneas de campo ueabandonan la placa positiva penetran en el dieléctrico y llegan a la placa negativa,otras terminan en las cargas inducidas. (l campo y la diferencia de potencialdisminuyen en proporción inversa a su constante dieléctrica .5 ! / ! 0

E =E 0 /

Codemos considerar este campo E, como la diferencia entre le campo E 0 producido por las cargas libres existentes en las placas, y el campo E " producido las


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cargas inducidas en la superficie del dieléctrico, ambos campos son de signoscontrarios.

E=E 0#E "

IV.-PROCEDIMIENTO.

- %onectar un disco al electrodo del electroscopio y el otro a la parte correspondientea tierra del electroscopio.

- %argar el electroscopio con la ayuda del generador de Van de "raff.- *leamos las placas del condensador, conservamos el paralelismo entre las ellas ,

observamos ue las houelas del electroscopio se separan.- *cercamos las placas del condensador, conservando el paralelismo, observamos ue

las houelas del electroscopio se acercan.- esplazamos las placas en sentido antiparalelo, observamos ue las houelas del

electroscopio se separan.- esplazamos los discos en sentido contrario al paso anterior. &bservamos ue las

houelas del electroscopio se acercan.- %olocamos un dieléctrico entre las placas del condensador. &bservamos ue las

houelas del electroscopio se acercan.- %onectamos las placas a una fuente de corriente continua, medimos el dimetro de

los discos, las distancias d$ y d= y la diferencia de potencial.


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V.- %F0%!0&) G +()!0>*&).

$a"la %& 1

D&'me(%o )*m+ ,*m+ *V) V,+ *V+

=#.# cm .$ cm $.# cm I.I v

- C'l!lo e l$ C$p$!&($"!&$:0a capacitancia de condensadores de placas paralelas se halla por la siguientefórmula1

d

A'

×= J

ε

+eemplazando datos tenemos1

(

(( % ' '

9J$#.JJH$.J8

99=6=##.J898.6$JHI.H8 ====$=

+

××=

− π

F ' $=$JK −×=

- C'l!lo e l$ !$%/$ e l$# pl$!$#.Cor dato experimental la 7;(+('%7* ( C&>('%7*0 es 1 I.IvHallaremos la carga con la siguiente fórmula1

' V Q ×=

+eemplazando datos tenemos1

9$JK98I.I8 $=−×= )Q

' Q $$$J=.= −×=

V7.- %!()>7&'*+7&.L.$ M)egEn lo observado en los pasos K.# al K., explicar físicamente Mpor ué las

houelas del electroscopio se separan o se acercanN- *l alear las placas del condensador se observa ue las houelas del electroscopio se

separan, esto se debe a ue a mayor distancia entre las placas, las fuerzas deatracción entre las cargas 23 y A3 8cargas libres9 de las placas disminuye, produciéndose una fuga de carga de la placa cargada positivamente hacia elelectrodo central del electroscopio, obteniéndose de esta manera exceso de carga del


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mismo signo en ambas houelas del electroscopio, lo cual ocasiona ue se aleen oseparen 8por repulsión9.

- *l acercar las placas del condensador se disminuye la distancia entre las cargas 23y A3 por tanto la fuerza de atracción es muy intensa, lo cual no permite ue hayafugas de carga, muy por el contrario las cargas del electrodo y houelas del

electroscopio son atraídos hacia una de las placas, produciéndose así un defecto decargas de igual signo lo cual hace ue las houelas se aceruen pues la repulsiónentre ambas disminuye.

- (n presencia del dieléctrico las houelas del electroscopio se acercan, debido a uelas cargas 2 y - 8cargas ligadas9 obtenidas por la polarización del dieléctrico, seatraen con las cargas A3 y 23 de las placas, respectivamente. (ste hecho evita lafuga de cargas hacia el electroscopio.

L.= M%on ué finalidad se instalan los condensadores en serie y en paraleloN- 'ondensadores en serie1 esta asociación de condensadores permite dividir

una tensión en fracciones soportables para cada condensador.

- 'ondensadores en paralelo1 permite aumentar la capacidad de cadacondensador para soportar tensiones mayores o menores con respecto a laconección individual.

L.# escriba y cite algunos eemplos de dieléctricos 8sólidos, líuidos y gaseosos9 uese utilizan entre las placas de un condensador.a) Dieléctricos gaseosos:

# El aire.# (l aire tiene una rigidez dieléctrica de alrededor de #= OV6cm a la presión normal, y alcanza un valor alrededor de $LJ OV6cm a una presiónde $JJ '6cm= y alrededor de IJJ OV6cm para #JJ '6cm=.(l aire y otrosgases tienen elevadísima resistividad y estn prcticamente exentos de pérdidas dieléctricas.>ienen en mayor o menor medida la propiedadcomEn ue la rigidez dieléctrica crece a medida ue aumenta la presión.

- *e+aluoruro de a-ure F.# (l hexafluoruro de azufre por suscaracterísticas físico-uímicas es ideal para aplicaciones electrotécnicas.(sun gas incoloro, inodoro, no tóxico, no inflamable, uímicamente yfisiológicamente inerte, no corrosivo, y muy estable, pero sus productos dedescomposición no tienen estas propiedades.Cor sus característicasdieléctricas es ideal como medio aislante, tiene una rigidez dieléctrica muyelevada, tanto a la frecuencia industrial como a impulso, gracias a su peculiar característica de gas electronegativo.

b) Dieléctricos sólidos

- *ceites de petróleo, aceite de transformador.- 0íuidos de cilicio


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c) Dieléctricos sólidos

-Vidrio

-+esina

-


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- (l campo eléctrico entre las placas induce un ordenamiento de los dipolos deldieléctrico ue se encuentra en su interior. +esultando una carga superficial negativaen un extremo y una carga superficial positiva en el extremo opuesto del dieléctrico.

- (l campo eléctrico neto entre las placas, después de haber introducido el dieléctrico,

disminuye debido a ue es la suma vectorial del campo producido por las cargas delas placas del condensador y el campo producto de la polarización dentro deldieléctrico el cual apunta en sentido contrario al campo del condensador.

V777.- D7D07&"+*;B*

"&0(


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I. OBJETIVO:

- *nalizar las relaciones de carga , rea y distancia entre las placas de un

condensador.

- emostrar experimentalmente las fórmulas y propiedades de uncondensador.

II. MATERIALES:

- os placas de aluminio.

- !na placa de acrílico.

- !n electroscopio.

- = alambres conductores .

- un electróforo de volta.

III. FUNDAMENTO TEORICO:

%&'(')*&+()1

0a diferencia de potencial entre dos esferas aisladas de radio + y cargas 2 y Arespectivamente es 1

)e obtiene ue la carga es proporcional al potencial y esta constante %5 = πε+ , es

llamada la capacitancia de las dos esferas , si acercamos las dos esferas entonces la

distribución de las lineas de fuerza ue salen o llegan a la otra se ve alterada , tal

como se indica 1

( ) 'V V 23

2

3V V V 33

==

=−= −+

J

J

=

=

πε

πε


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(ntonces la capacitancia de una esfera aislada de radio + y carga 3 ueda definido

por1

0a otra esfera se supone muy grande 8∝9 con centro en el conductor de carga igual

y opuesta , y su potencial es cero.

(sta conclusión es cierta puesto ue el potencial es proporcional a la carga ue lo

produce , luego la relación o razón de las dos debe ser una constante.

!nidades 1 ;aradio 8;9 5 %oulomb6Voltio

%uando dos conductores ue tienen cualuier forma y poseen cargas iguales y

opuestas , se llaman %ondensadores y los conductores se llaman placas.

0a capacidad de un condensador depende solamente de la geometría del sistema y

de las propiedades del dielectrico involucrado.

Cara calcular la capacidad de un condensador se recomienda seguir los siguientes

pasos 1a9 (n las placas del condensador , situando una carga 2 en una de ellas y una

carga -

en la otra.

b9 eterminar el campo eléctrico entre las placas del condensador .

c9 eterminar la diferencia de potencial entre las placas del condensador .

2V

Q' JKπε ==

V

Q' =


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d9 *plicar la siguiente fórmula 1

(xisten tres tipos de condensadores mas conocidos y son 1

%&'(')*&+ ( C0*%*) C*+*0(0*)1

)ean dos placas paralelas de rea * y separados una distancia d , a los cuales se les

carga aplicando una diferencia de potencial V.

0uego la capacidad es1

!sando la ley de gauss para hallar 1

*dems se vio anteriormente 1

0uego reemplazando 8=9 y 8#9 en 8$9 , tenemos1

( )=$

V V 3

' −

=

9$........8....................V

Q' =

9=........8....................

. .

J

JJ

/E 3

3/ E

3ds E

s

ε

ε ε

=

=⇒=∫

9#.........8.................... Ed V =

d

/ ' J

ε =


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%&'(')*&+ %707'+7%& 1

%onsta de dos cilindros concéntricos de radios a y b , ue poseen una carga 2 y A

, y ambos tienen una misma longitud 0, como se muestra en la figura 1

*dems sabemos 1

%&'(')*&+ ();?+7%& 1

%onsta de dos esferas concéntricas de radio a y b , ue poseen cargas 2 y A, comose muestra en la figura1

( )

=

=⇒=

=

=

=⇒=

∫

∫

∫

a

"

L'

a

"

L

3V

r

dr

L

3V

dr E V

rL

3 E

3/ E

3ds E

"

a

"

a

/

ln

=

1sérrcondensadodelcapacidadlatantolo por

ln=

=

.

1es potencialeltambién

cilindrosdosentrevacíoeleneléctricocampo =

. .

J

JJ

J

JJ

ε π

ε π ε π

ε π

ε ε


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Cara determinar la capacidad de un condensador esférico partimos de1

)abemos 1

(ntonces la capacidad del condensador es 1

*)&%7*%7R' ( %&'(')*&+() 1

E% E24E 5

)e asocia de la siguiente manera , donde se aplica una diferencia de potencial entrelos puntos a y b. )e cargan los condensadores , por estar en serie las cargas son

iguales en todos ellos.

J

=

J K .

ε π ε φ

r

3 E

3ds E

s

=⇒== ∫

−=

== ∫ ∫

a"

a"3V

r

dr 3dr E V

"

a

"

a

.K

K

.

J

J

πε

πε

a"

a"'

−= J

Kπε


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onde la capacidad euivalente es 1

E% 6A2ALEL7 5

>rabaamos con tres condensadores , nuevamente se aplica una diferencia de potencial V para cargar los condensadores . por estar en paralelo , la diferencia de potencial entre los bornes es el mismo.

onde la capacidad euivalente es 1

%e 5 %$2%=2%#

IV. PROCEDIMIENTO :

%onectar los alambres a las dos lminas de aluminio y ue vaya uno a un

electroscopio y el otro a su cubierta

#=$

$$$$

' ' ' ' e3

++=


17/42

C+!(D* 7 1

%argamos una de las lminas , ayudado con el electróforo de volta . &bserve ue

conforme se va cargando , el ngulo de las aguas del electroscopio aumenta.

C+!(D* 771

%argar una de las lminas de aluminio y alearla de la otra lentamente , observe ueel ngulo de las aguas del electroscopio crece ligeramente y si lo acercamosdisminuye el ngulo.

C+!(D* 777 1


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C+!(D* 7V 1


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disminuyen . emostrandose ue la capacidad esta en relación directa con

la superficie de las placas.

d9 e la prueba 7V / se observa ue el ngulo de las aguas del electroscopio

disminuye cuando se ubica una placa aisladora entre las lminas . )e

demuestra ue la capacidad del condensador guarda una relación directa con

el tipo de material dieléctrico colocado entre las dos lminas.

V. CUESTIONARIO 1

). 0CU1NTAS CLASE DE CONDENSADOR CONOCE2

MENCIÓNELOS.

0os tipos de condensadores ue conocemos son 1

- %ondensadores planos .

- %ondensadores esféricos.

- %ondensadores %ilíndricos.

,. 0CON LA EPERIENCIA REALI4ADA COMO DEFINIR5A UN

CONDENSADOR2.

0os condensadores son sistemas de conductores cargados de igual magnitud pero dediferente signo , y ue estn situados uno respecto al otro de tal manera ue el campocreado por ellos esta concentrado en un espacio limitado , donde almacenan cargas ,estos dispositivos pueden almacenar temporalmente la electricidad.

3. 06U7 ES UN DIEL7CTRICO2.

)e llaman dieléctricos o aisladores a los cuerpos ue tiene poca capacidad de conducir la corriente eléctrica , como por eemplo el caucho , el vidrio, el papel encerado, etc.

!n dieléctrico brinda las siguientes ventaas 1


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- *umenta la capacitancia de un capacitor.

- *umenta el voltae de operación mxima de un capacitor .

- Cuede proporcionar soporte mecnico entre las placas conductoras.

K. H*00*+ 0* %*C*%7* (3!7V*0('>( , (0 %&'(')*&+

%&' (0 7(0(%>+7%& +(*07S*& (' 0* C+!(D* 7V.

( )( )

( )( )

( )( ) ( )

( )( )

; IK,#

1

..

$$$$

1esee-uivalentcapacidadlaluego

; $$=H,T JIK,J

K#K,J$J.HI,H%

; $H,TLH JJ=.J

K#K,JK$J.HI,H%

; $$=H,T$J.$$=H,T JIK,J

K#K,J$J.HI,H

1

JK#K,JJ$#H,JK

=#I,J

K

1

/ /

1scapacidadelashallando

=$#$#=

#=$

#=$

#

$=

#

=

$=

=

$=$

$=

$

===

#

J#

=

J=

$

J$

=

++=⇒++=

=⇒=

=⇒=

==⇒=

====

===

−

−

−−

e3

e3

e3

r

'

tene(osoperando

' ' ' ' ' '

' ' ' '

' ' ' '

'

'

' '

luego

( 9

/

pero

/ '

/ '

/ '

π π π

δ

ε

δ

ε ε

δ

ε


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VI. CONCLUSIONES 1

- )e comprobó experimentalmente ue al aumenta r la carga en un

condensador aumenta la diferencia de potencial.

- )e pudo demostrar ue la carga , rea ,y distancia de las lminas de un

condensador influyen en la capacidad del mismo.

- )e observó ue la capacidad de un condensador depende de su geometría y

del material ue separa a los conductores cargados.

- 0a mayor parte de los materiales aislantes tiene resistencias dieléctricas

mayores ue las del aire.


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VII. BIBLIO8RAF5A :

U :. *) - < . %*+*S& --------------- ;7)7%* 777 A >&+&)>*>7%* G


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7. &D:(>7V&)1

- Verificar experimentalmente como al variar la distancia entre las placas 8discos9también varia la carga, y por lo tanto la diferencia de potencial eléctrico.

- >ambién verificar experimentalmente ue al variar el rea entre las placastambién varia la carga y la diferencia de potencial.

- Verificar experimentalmente ue al introducir una placa de dieléctrico entre elespacio de las placas del condensador varia la carga y la diferencia de potencial.

- Hallar la capacidad de un condensador plano formado por discos metlicos y undisco de dieléctrico entre la dos discos metlicos , hallar también la carga de estecondensador.

77. (3!7C&1

- os placas de aluminio con soporte.- !n electroscopio.- "enerador de vande graff - = alambres conductores- $ multimetro

777. ;!'*


24/42

%1 ;aradio. 31 %oulomb.V1 Voltios.

7V. C+&%(7


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)e observa ue al separar las placas del condensador en forma paralela las houelas delelectroscopio también sede alean, comprobando ue la diferencia de potenciales aumenta.

*l acercar las placas en forma paralela del condensador las houelas se untan, por lo ue ladiferencia de potenciales disminuye.

=.


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condensador guarda relacion directa con el tipo de material dieléctrico colocadaentre las dos lminas

%!()>7&'*+7&

$. eterminar la capacidad euivalente del condensador plano, y su cargacorrespondiente.

a. sin el dielectrico

0a capacidad de un condensador plano esta dada por1

d

/ E ' o=

+eemplazando datos1

9I.#8K

9I.=#898$J.IK.8 =$=

c(

c('

π −

= $.$x$J-W f

la carga del condensador ser1

' +

V + F +

V V ' eui

$I

LW

=$

$JJT.$I

9$JT.$K#98$J$.$8

98

−

−−

=

=

−=

b. con el dielectrico

0a capacidad de un condensador

#=$

$$$$

' ' ' ' eeui)alent ++=

d

/ E ' o=


27/42

W $JIK.$

$

$JL.#

$

$JIK.$

$$−−−

++=

+ + +' eeui)alent

F +' eui$J$JIT.= −=

la carga del condensador ser1

' +3

V + F +3

V V ' 3 e3ui

$K

L$J

=$

$JJT.#

9$J#.$$W98$JIT.=8

98

−

−−

=

=

−=

=. %on ue finalidad se instalan los condensadores en serie y en paralelo

a. condensadores en serie1 esta asociación de condensadores permite dividir una tensión en fracciones soportables para cada condensador.

b. condensadores en paralelo1 permite aumentar la capacidad de cadacondensador para soportar tensiones mayores o menores con respecto a laconección individual.

#. entro de los dieléctricos ue se utilizan en los condensadores tenemos dieléctricossólidos, líuidos, gaseosos, dar = eemplos de cada dieléctrico.

- ieléctricos sólidos

a. vidrio b. resina

- ieléctricos líuidos

a. *ceites de petróleo b. 0íuidos de cilicio

- ieléctricos gaseosos

a. aire b. gas

K. efina ue es rigidez eléctrica.

- es la aptitud mas o menos grande ue tienen los cuerpos no conductores8dieléctricos9, de oponerse al paso de las chispas o descargas disruptivas.


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I. ue cantidad de energía se acumula en un condensador de J.$ u; de capacidad a latensión de $ O voltio.

0a energía almacenada ser1

=

V E al

∆=

$$

L=L

$JI

=

9$J$.J89$J$8

+ E

F +V + E

al

al

=

=

−

%&'%0!)7&'()

- *l variar la distancia de las placas del condensador también varia la carga y por lotanto también varia la diferencia de potencial

- *l introducir un dieléctrico entre las placas del condensador disminuye la carga y por lo tanto también disminuye la diferencia de potencial.

- (s posible reunir varios condensadores uniendo sus armaduras para aumentar odisminuir su capacidad.

D7D07&"+*;B*

"&0(


29/42

INTRODUCCION

(l presente informe, describe la forma de cómo almacenar cargas y

consecuentemente, energía. e esta manera poder calcular el campo eléctrico con peue@as

distancias.

ebemos de conocer en esta prctica el concepto de dieléctrico, condensadores y las

ecuaciones matemticas para realizar los clculos respectivos en condensadores de placas

paralelas.

(stos conceptos teóricos, se amplían ms, con el desarrollo de esta prctica.

L$ Alm"$.


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CONDENSADORES DE PLACAS PARALELAS

I.- OBJETIVOS:

• Verificar experimentalmente la redistribución de carga entre las placas del

condensador cuando varía la distancia de éstas/ cuando se varía la superficie entre

ellas y cuando existe un dieléctrico entre las placas del condensador plano.• (ncontrar la capacidad de un condensador plano.

II.-MATERIALES1

• os discos de aluminio con soporte

• !n disco de acrílico con soporte

• "enerador de Van e "raff

• os alambres conductores• !n multímetro

• !na fuente de corriente continua

III.-FUMDAMNETO TEÓRICO

3.) CONDENSADORES:

!n condensador es un dispositivo ue puede almacenar carga eléctrica, consiste dedos obetos conductores colocados uno cerca del otro, pero sin tocarse, cada conductor

almacena cargas iguales de signos contrarios.

3.9 CONDENSADOR DE PLACAS PARALELAS1


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!n condensador característico consiste de un par de placas paralelas separadas por

una distancia peue@a. )i el condensador se coloca a los bornes de una batería rpidamente

se acumulan cargas, una carga aduiere carga negativa y la otra una cantidad igual de carga

positiva.

3.9.) C$%$!(e%#(&!$# e " !o"e"#$o% e pl$!$# p$%$lel$#1

• (l condensador plano se carga conectndolo a una batería. (l voltae de la batería

logra transferir los electrones libres de una placa a otra produciendo en éstas las

cargas 23 y A3

• )i la distancia d entre las lminas del condensador es peue@a, entre estas lminas

se forma un campo eléctrico uniforme.

+Q

e¯

BATERIA

V

-Q

e¯


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• )i la distancia entre las placas del condensador no es peue@a en los extremos del

condensador se observa el llamado efecto de borde. 0as líneas de campo se comban

hacia fuera.

(-)(+)

E

d

(-)(+)


33/42

• 0a capacitancia de un condensador de placas paralelas es directamente proporcional

al rea 8)9 de las placas e inversamente proporcional a su separación.

• 0a capacidad eléctrica de un condensador de placas paralelas est dada por1

% 5 V$-V=

% 5 XJ Xr) d

)iendo1 1 carga de la placa del condensador V$-V= 1 diferencia de potencial entre las lacas 8$9 y 8=9) 1 superficie de cada placad 1 distancia entre las placas del condensador Xr 1 %onstante dieléctrica del medio 8aire9

d

SS


34/42

XJ 1 constante dieléctrica del medio 8del vacío9

IV.- M7TODO1

K.$ !tilizamos el electroscopio , los conductores, los discos de aluminio con sus bases y

los conectamos segEn el esuema mostrado en la siguiente figura1

K.= %argamos el electroscopio con la ayuda del generador de van de "raff, cagando primero la esfera de prueba y luego poniéndola en contacto con el electrodo central del

electroscopio, como se muestra en la siguiente figura1

K.# %onservando el paralelismo entre las placas se observa ue las houelas delelectroscopio se separan

ELECTRODOCENTRAL

TIERRAd

(2)8$9

Electroscopio

ESERADE !R"EBA

+

#ENERADOR DE VAN DE #RA

Electroscopio

(2)8$9

Electroscopio


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K.K *cercamos luego las placas del condensador , conservando el paralelismo entre ellas , yobservamos ue las houelas del electroscopio se acercan

K.I Cartiendo de la disposición entre las placas, desplazamos las placas 8discos9 en sentidoantiparalelo, conservando la distancia entre ellas. &bservamos ue las houelas delelectroscopio se separan.

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Electroscopio


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K.L desplazamos las placas 8discos9 del condensador en sentido contrario al paso K.I,conservando la distancia entre ellas. observamos ue las houelas del electroscopio seacercan

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do

Electroscopio

ELECTRODOCENTRAL

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Electroscopio

DISCOS !ARALELOS A "NA DISTANCIA do

DISCOS !ARALELOS A "NA DISTANCIA do


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K.T manteniendo las placas del conductor fias introducimos entre ellas un dieléctrico.&bservamos ue las houelas del electroscopio se acercan

K.


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K.W >abla de resultados1T$;l$ Nº


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• 'apacitadores en paralelo1 la finalidad de este tipo de condensadores es lograr ueel voltae de la batería sea el mismo en cada capacitador y lograra ue la carga totalse reparta en cada condensador.

:.3 @9escri"a y cite algunos eCe(plos de dielctricos slidos, l?uidos y gaseososue es

utili-an entre as placas de un condensador )e llaman dieléctricos o aisladores a los cuerpos ue tiene poca capacidad deconducir la corriente eléctrica, como por eemplo el caucho, el vidrio, el papel encerado,etc.

!n dieléctrico brinda las siguientes ventaas1

• *umenta la capacitancia de un capacitor.• *umenta el voltae de operación mxima de un capacitor .• Cuede proporcionar soporte mecnico entre las placas conductoras.

(emplos de dieléctricos1

D&el=!(%&!o Co"#($"(e &el=!(%&!$

Fmbar =.T-=.W

*gua J.J

*ire $.JJJIW

*lcohol =I.JJ

Dauelita K-K.L

%era de abeas =.-=.W

"licerina IL.=

Helio $.JJJJT


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:.: *allar5 la capacidad eui)alente del condensador plano, las cargas entre las placas

del condensador y la dierenta de potencial entre los puntos 1 y3 y3 y,

utili-ando los datos de la ta"la %& 01


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VI. CONCLUSIONES1

• )e comprobó experimentalmente ue al aumenta r la carga en uncondensador aumenta la diferencia de potencial.

• )e pudo demostrar ue la carga, rea, y distancia de las lminas de uncondensador influyen en la capacidad del mismo.

• )e observó ue la capacidad de un condensador depende de su geometría ydel material ue separa a los conductores cargados.

• 0a mayor parte de los materiales aislantes tiene resistencias dieléctricasmayores ue las del aire.

VII.- BIBLIO8RAFIA

- Z(0(%>+&)>*>7%* G


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Impreso en Perú.

FIII-3-Condensador de Placas Paralelas

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