Lab 5 - Capacitancia Con Dieléctricos
Nov 01, 2015
LABORATORIO #5
CAPACITANCIA CON DIELTRICOS
Jessica Marcela Cardona Reinoso162205110
Liliana Torres Snchez
162205171
Elizabeth Villamil Villamil
162205179
UNIVERSIDAD DE CUNDINAMARCA
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA ELECTRONICA
FISICA III Y LABORATORIO
IV SEMESTRE
FUSAGASUGA
2006
CAPACITANCIA CON DIELECTRICOSPRESENTADO POR:Jessica Marcela Cardona Reinoso
162205110
Liliana Torres Snchez
162205171
Elizabeth Villamil Villamil
162205179
PRESENTADO A:Jos Joaqun RochaUNIVERSIDAD DE CUNDINAMARCA
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA ELECTRONICA
FISICA III Y LABORATORIO
IV SEMESTRE
FUSAGASUGA
2006
OBJETIVOS Determinar la capacitancia de las placas paralelas con dielctricos por medio del capacimetro.
Observar experimentalmente el funcionamiento del condensador de placas paralelas con ayuda del capacimetro y de los materiales dielctricos. Confrontar a nuestros compaeros con la problemtica asociada a la toma, manipulacin, organizacin, representacin e interpretacin de datos tcnicos experimentales. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Que capacitancia existe entre los platos paralelos inmersos en un medio libre que mediante la utilizacin del capacimetro, pueda existir un comportamiento de ellas dentro las placas al introducir en medio de ellas materiales dielctricos?MARCO TEORICOLa capacitancia de un capacitor de placas paralelas est dada por
Donde corresponde a la permitividad del vaco, A es el rea de la placa y d es la separacin entre las placas.
Es la permitividad sin dimensin y
Diferentes materiales pueden ser insertados entre las placas para medir el coeficiente del dielctrico de los materiales.
Si se desea medir las cantidades de carga, voltaje o capacitancia, se necesite considerar el efecto de la capacitancia interna del electrmetro, a no ser que est seguro que el condensador que est usando tenga una alta capacitancia de tal modo que CE pueda ser despreciable.
Bsicamente, un capacitor, en su expresin ms simple, est formado por dos placas metlicas (conductoras de la electricidad) enfrentadas y separadas entre s por una mnima distancia, y un dielctrico, que se define como el material no conductor de la electricidad (aire, mica, papel, aceite, cermica, etc.) que se encuentra entre dichas placas. La magnitud del valor de capacidad de un capacitor es directamente proporcional al rea de sus placas e inversamente proporcional a la distancia que las separa. Es decir, cuanto mayor sea el rea de las placas, mayor ser el valor de capacidad, expresado en millonsimas de Faradios (F), y cuanto mayor sea la distancia entre las placas, mayor ser la aislamiento o tensin de trabajo del capacitor, expresadas en unidades de Voltios, aunque el valor de capacidad disminuye proporcionalmente cuanto ms las placas se separan.
Dentro de la gran variedad de tecnologas de fabricacin de capacitores, los electrolticos son los de mayor capacidad, debido a que se recurre a reducir la separacin entre las placas, a aumentar el rea enfrentada de las mismas y a la utilizacin de un dielctrico de elevada constante dielctrica.
Los capacitores electrolticos deben su nombre a que el material dielctrico que contienen es un cido llamado electrolito y que se aplica en estado lquido. La fabricacin de un capacitor electroltico comienza enrollando dos lminas de aluminio separadas por un papel absorbente humedecido con cido electroltico. Luego se hace circular una corriente elctrica entre las placas para provocar una reaccin qumica que producir una capa de xido sobre el aluminio, siendo este xido de electrolito el verdadero dielctrico del capacitor. Para que pueda ser conectado en un circuito electrnico, el capacitor llevar sus terminales de conexin remachadas o soldados con soldadura de punto. Por ltimo, todo el conjunto se insertar en una carcaza metlica que le dar rigidez mecnica y se sellar hermticamente, en general, con un tapn de goma, que evitar que el cido se evapore en forma precoz.
Un trmino muy comn en la jerga de los fabricantes de capacitores electrolticos es el de protocapacitor, con el cual se denomina a los capacitores fabricados y ensamblados que an no se les ha hecho circular una corriente para que se forme la capa de xido de electrolito. Este trmino lo utilizaremos ms adelante para una mejor comprensin en este mismo artculo.
Cabe aclarar que, si bien existen capacitores con dielctrico de papel, en el caso de los electrolticos el papel entre placas cumple la funcin de sostener el cido uniformemente en toda la superficie de las mismas.HIPOTESIS Al introducir un dielctrico en las placas paralelas la constante dielctrica del material difiere mucho.
La capacitancia es mayor cuando existe un material dielctrico entre las placas.
Cualquier dielctrico real es un aislante perfecto.MATERIALES.
Capacimetro digital.
Juego de placas paralelas mviles.
Materiales dielctricos: cartn, cartulina, icopor.
MONTAJE
Placas
materiales dielctricosComo se observa en este laboratorio se utilizaron las placas paralelas y distintas clases de materiales dielctricos los cuales se colocaban en la mitad de las dos placas y as se obtena el valor de la capacitanca de las placas con este material dielctrico entre ellas.PROCEDIMIENTO En este montaje, primero que todo se procedi a medir la capacitanca, por medio del capacimetro, que nos brindaban las placas sin materiales dielctricos a diferentes distancias, luego, se colocaron distintas clases de materiales dielctricos como fue la cartulina, distintas clases de cartn y el icopor, a una determinada distancia.
Despus se acercaron las placas al mximo y dependiendo el grosor del material dielctrico las placas quedaban divididas a esta misma distancia.
Luego se procedi a tomar la medicin con tres unidades de cada uno de los dielctricos, y dependiendo del material, su distancia era un poco mayor o mucho mayor. CALCULOS
r = 0.1m
Practica 1Dielctrico: aire
d = 5 mm =0.5cm =0.005m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
Practica 2
Dielctrico: cartn
d = 5 mm =0.5cm =0.005m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
Practica 3
Dielctrico: icopor
d = 6mm =0.6m =0.006m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
Practica 4
Dielctrico: cartn
d = 5 mm =0.5cm =0.005m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
Practica 5
Dielctrico: cartn
d = 5 mm =0.5cm =0.005m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
Practica 6
Dielctrico: cartulina
d = 5 mm =0.5cm =0.005m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
Practica 7
Dielctrico: cartn
d = 5 mm =0.5cm =0.005m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
CUANDO LAS PLACAS ESTAN UNIDAS A LA LONGITUD DEL MATERIAL DIELECTRICO
Practica 1Dielctrico: cartulina
d = 2 mm =0.2cm =0.002m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
Practica 2
Dielctrico: cartn
d = 3 mm =0.3cm =0.003m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
Practica 3
Dielctrico: cartn
d = 2.9 mm =0.29cm =0.0029m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
Practica 4
Dielctrico: cartn
d = 3 mm =0.3cm =0.003m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
Practica 5
Dielctricos: 3 cartulinas
d = 2 mm =0.2cm =0.002m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
Practica 6
Dielctrico: 3 cartones
d = 7 mm =0.7cm =0.007m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
Practica 7
Dielctrico: 3 cartones
d = 5 mm =0.5cm =0.005m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
Practica 8
Dielctrico: aire
d = 6 mm =0.6cm =0.006m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
Practica 9
Dielctrico: aire
d = 3 mm =0.3cm =0.003m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
Practica 10
Dielctrico: aire
d = 2 mm =0.2cm =0.002m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
Practica 11
Dielctrico: aire
d = 7 mm =0.7cm =0.007m
Hallamos la constante dielctrica
Hallamos el porcentaje de error
TABLAS DE DATOSCAPACITANCIA
PRACTICA (medicin de las placas con el Capacimetro en F)SEPARACION DE
PLACAS
(En m)MATERIAL DIELECTRICO
INTRODUCIDO
EN LAS PLACASCANTIDAD
DE MATERIAL
DIELECTRICO
INTRODUCIDOCONSTANTE
DIELECTRICA
(K)
0.005mAire11.32
0.005mCartn11.5
0.006mIcopor12.17
0.005mCartn11.79
0.005mCartn11.43
0.005mCartulina113.08
0.005mCartn11.74
CUANDO LAS PLACAS ESTAN UNIDAS A LA LONGITUD DEL MATERIAL DIELCTRICO
CAPACITANCIA
PRACTICA (medicin de las placas con el Capacimetro en F)SEPARACION DE
PLACAS
(En m)MATERIAL DIELECTRICO
INTRODUCIDO
EN LAS PLACASCANTIDAD
DE MATERIAL
DIELECTRICO
INTRODUCIDOCONSTANTE
DIELECTRICA
(K)
0.002mCartulina12.14
0.003mCartn12.01
0.0029mCartn12.17
0.003mCartn12.20
0.002mCartulina31.56
0.007mCartn33.25
0.005mCartn31.37
0.006mAire11.6
0.003mAire11.02
0.002mAire11.2
0.007mAire11.56
CONCLUSIONES
Se encontr que al introducir material dielctrico en las placas, la capacitancia no es constante, vara de acuerdo a las propiedades dielctricas de los materiales. De acuerdo a los clculos realizados, hemos encontrado que la constante dielctrica de los materiales difiere mucho, ya que cada dielctrico tiene sus propias propiedades fsicas, son hechos de diferentes materiales. Por mucha precaucin se midi la capacitancia sin una fuente de voltaje, ya que muchas de ellas como el caso del generador de Van Der Graaf y las fuentes de voltaje de fsica trabajaban a un voltaje muy alto, corriendo el riesgo de daar el capacimetro del laboratorio de electrnica porque para eso se precisaba mucho determinar el tiempo de descarga del voltaje. La capacitanca medida con las placas cargadas va a ser la misma que si no estuvieran cargadas ya que el capacimetro las carga y ademas lo que se esta midiendo sigue siendo capacitanca y no alguna otra variable. Por la falta de un electrmetro no se pudo determinar el voltaje, ya que los que hay en el laboratorio de fsica estn descalibrados y daados._1220336147.unknown
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