informe de capacitorescapacitores(1)
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LABORATORIO N° 3 –FISICA II
26de julio del 2011
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MARCO TEORICO
CORRIENTE ELECTRICA Y CAPACITORES
1.1. CORRIENTE ELÉCTRICA: 1.1.1. DEFINICION: La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de
tiempo que recorre un material. Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio.
1.2. CONDENSADORES: 1.2.1. DEFINICION: un capacitor está formado de 2 placas una enfrente de la otra. Las
placas se cargan con cargas eléctricas. Una placa es positiva y la otra negativa. Entre las 2 placas cargadas aparece un campo eléctrico. Sería algo así:
Puedes ver capacitores dentro de las radios, en los estéreos o en las plaquetas de
las computadoras. En la realidad los capacitores se parecen a esto:
Un capacitor sirve para almacenar carga. Un capacitor es como una especie de recipiente con cargas adentro. Tiene carga en sus placas. Esa carga está ahí guardada y no se va a ningún lado. Mientras el capacitor esté cargado, la carga se conserva.
Placa positiva Placa negativa
Distancia entre dos placas (en m)
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Después uno puede usar esa carga para lo que uno necesite. Se lo llama capacitor por que tiene capacidad para almacenar carga. A veces se usa también el nombre "condensador”.(Viejo)
1.2.2 CAPACIDAD DE UN CAPACITOR: Para calcularla capacidad de un capacitor se
relaciona la carga que tienen las placas con su diferencia de potencial.
DATO:
C=capacitor (faradios)
Q=carga(coulomb)
V=potencial eléctrico(voltios)
La unidad de capacidad es el Faradio. 1 Faradio es 1 Coulomb / 1 volt. La capacidad de almacenar carga que tiene un capacitor depende del área de las placas, de la distancia de separación y de la constante dieléctrica del material que se pone entre las placas.
DATO:
A=Área (m²)
d =Distancia (m)
εr: pertitividad relativa del material dieléctrico entre las placas
De acá se deduce que la capacidad de un capacitor es mayor cuanto mayor sea el área de sus placas, cuanto menor sea la distancia de separación y cuanto mayor sea la constante dieléctrica del material entre placas.
NOTA: La capacidad de un capacitor aumenta si se le pone un dieléctrico. La relación entre las capacidades de un capacitor con dieléctrico y un capacitor sin dieléctrico es:
C= (c/v=F)
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1.2.3 ENERGIA DE UN CAPACITOR:
Para calcularla energía almacenada en el capacitor hay 3 fórmulas:
DATO:
U=ENERGIA (J)
C=CAPACITOR (µF)
V=POTENCIAL ELECTRICO (V)
Q CARGA (c)
1.2.4 CAPACITORES EN PARALELOS:
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1.2.5 CAPACITORES EN SERIE :
(a) Conectado a Batería (b) Aislado (circuito abierto)
(a) U aumenta (b) U disminuye
; ;
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1.2.6 USOREALDELOSCAPACITORES:
La idea real de un capacitor es que sirva para almacenar carga. Después uno puede
usar esa carga para lo que quiera. Eso es lo que pasa en el flash de las cámaras de fotos. El capacitor del flash tarda un tiempo en cargarse. Después esa carga se usa toda junta para sacarla foto.
A veces hay carteles atrás de los aparatos que advierten que no hay que meterla mano adentro por que el aparato puede dar patada aún cuando esté desconectado. Esto es cierto.(Especialmente en los televisores). La gente no entiende como puede dar patada un televisor desenchufado. La respuesta es que adentro puede haber un capacitor cargado. Y si uno toca el capacitor cargado le puede dar flor de patada, sí señor.
A veces en los aparatos hay una lucecita roja que marca "encendido”. Fíjate que al apagar el aparato la lucecita se apaga de a poco. Es el capacitor que se está descargando.
¿Viste la vieja Terminador 1 ? Al final de todo cuando el terminador fenece, la lucecita roja del ojo se apaga de a poco. Es el capacitor que se está descargando.
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Nota: Dieléctrico: material aislante que se coloca entre las armaduras del capacitor. Efectos de un dieléctrico en un capacitor:
Aumento de la capacitancia del capacitor.
Mejora la rigidez mecánica de la estructura física del capacitor.
Disminución del voltaje entre las placas del capacitor, produciendo esto una disminución del campo eléctrico.
Capacitores en paralelo: dos placas están conectadas al terminal positivo de la batería, mientras que otras 2 se conectan al terminal negativo. La carga recibida por 2 o más capacitores se reparten entre ellos, de manera que la carga total es la suma de las cargas. El voltaje es el mismo en c/u de los capacitores.
Capacitores en serie: Se conectan uno seguido del otro. la carga de los capacitores es las mismas para c/u de los que intervienen. el voltaje aplicado se divide de manera que V= V1 + V2.
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CAPITULO II
METODOLOGÍA
2.1 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO:
El equipo consta de un circuito conectado
A la fuente de alimentación con el condensador
De los terminales del condensador se conecta
A las resistencias. Desde los terminales de
Resistencia se puede medir; con ayuda del
Voltímetro, Se puede medir el potencial eléctrico.
2.2 MATERIALES:
Fuente de alimentación de voltaje desde 0...20v DC.
Fuente de alimentación de CC.
Voltímetro análogo.
Cables de Conexión.
Condensador de diferentes características y valores.
Multimetro fluke.
Resistencia eléctrica.
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2.3 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
A. TOMANDO MEDICIONES Y REALIZANDO CALCULOS:
EXPERIMENTO 1:
Capacitor 1 Capacitor 2 Capacitor 3 Asociación en serie
Capacidad de un capacitor
Voltaje
Carga
Hallando carga:
Hallando la capacidad:
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Hallando voltaje:
EXPERIMENTO 2:
Capacitor 1 Capacitor 2 Capacitor 3 Asociación en paralelo
Capacidad de un capacitor
Voltaje
Carga
Hallando carga:
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Hallando carga total:
Hallando la capacidad:
Hallando voltaje:
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EXPERIMENTO 3:
Datos:
Inicio
Final
Hallando el voltaje final:
Reemplazando:
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DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Como podemos observar en el primer experimento, nuestras
cargas y capacitancia son distintas para cada caso. Cuanto
mayor es la carga, mayor es la capacitancia, pero el potencial
eléctrico disminuye.
Por lo tanto cuanto más cargado esté un capacitor, mayor es su
capacitancia, aunque su potencial disminuya.
En el segundo experimento, se puede observar casi
exactamente lo mismo; cuánto más se la carga, la capacitancia
será mayor, aunque el potencial sea el mismo.
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RECOMENDACIONES
Para la práctica en el laboratorio de Física se sugiere:
Poseer todos los materiales disponibles para poder facilitar la práctica.
Prestar atención a la ubicación de los capacitores para hallar acertadamente lo requerido.
Anotar correctamente los datos obtenidos para realizar satisfactoriamente los cálculos posteriores.
El multitéster arrojará la carga de cada uno de nuestros capacitores, así que debemos estar atentos (as) al anotar los datos.
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CONCLUSIONES
o Luego de realizar los debidos procedimientos y tener las experiencias en la práctica de laboratorio se obtuvo que:
La capacitancia del capacitor es de
o Después de realizar este experimento se dio paso a otro que nos permitió hallar la carga del capacitor obteniendo como resultado lo siguiente:
La carga del capacitor es:
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BIBLIOGRAFÍA
Serway, Jewtt. “FÍSICA PARA E INGENIERIA”. Volumen II. Sexta edición. Editorial Thomson. México, 2005.
Tripler, Mosa. “FÍSICA PARA LA CIENCIA Y TECNOLOGÍA”. Volumen II. Quinta edición. Editorial Reverte. España, 2008.
San Miguel. “ELECTRÓNICA GENERAL”. Segunda edición. Editorial Paraninfo. España, 2008.
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ANEXOS