Instituto Politcnico Nacional

Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniera y Tecnologas Avanzadas

Practica 3Capacitancia y Materiales DielctricosCruz Meja Kevin BrandonReyes Romero NayeliRuiz Gmez Cecilia

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

Electromagnetismo

Practica 3

Capacitancia y Materiales Dielctricos

1TM4

Cruz Meja Kevin BrandonReyes Romero NayeliRuiz Gmez Cecilia

Resumen de la PrcticaPrimero se desea ver como es que la distancia entre las placas de un capacitor de placas paralelas afectan su capacitancia. Para esto se fueron separando las placas poco a poco (2mm a la vez), y se observ como es que la capacitancia disminua conforme se alejaban. La prctica tambin consta de la determinacin de la constante dielctrica de diferentes materiales. Para ello, separamos las placas del capacitor y colocamos distintos materiales dielctricos entre ellas (madera, vidrio, tela, etc.). Ajustamos las placas al espesor del material y medimos su capacitancia. Despus, retiramos el material y medimos la capacitancia en el vaco. Gracias a una serie de repeticiones con diversos materiales dielctricos, observamos claramente como es que la capacitancia depende del material y como es que el rea y separacin del dispositivo la afecta. Por ltimo, utilizamos un protoboard y 3 capacitores electrolticos de diferentes valores (4.7F, 100 F y 10 F) para armar los tres tipos de arreglos de capacitancia: serie, paralelo y mixto.

Material & Equipo 1 Capacitor de palcas planas y paralelas 1 Multmetro digital con funcin para medir capacitancias directamente Distintos materiales dielctricos 3 Capacitores de diferente valor 1 Protoboard

Desarrollo Experimental

1. Capacitancia en el Vaco

Utilizando el capacitor de placas paralelas, conectado a un multmetro digital, medimos la capacitancia con respecto a la distancia que separa ambas placas desde cero hasta 20mm, aumentando de 2 en 2 milmetros. Este procedimiento nos mostr que la capacitancia disminuye conforme la distancia entre las placas aumenta. Capacitor de placas paralelas

2. Constante Dielctrica

Se colocaron diferentes materiales dielctricos entre las placas y se fueron ajustando al espesor de cada material. As se obtuvieron dos medidas por material: la capacitancia con y sin el material ( y respectivamente). De acuerdo a lo medido, se calcul la constante dielctrica de cada material y se compara el resultado con una bibliografa.

3. Arreglos de Capacitancia

Se ocuparon 3 capacitores diferentes: , y . Colocamos los capacitores en el protoboard de acuerdo al arreglo que se desea examinar (serie, paralelo, mixto) y se mide su capacitancia total.

SerieMixtoParalelo

Resultados Tabla 1Distancia [mm]Capacitancia[nF]

2 0.095

40.077

60.064

80.057

100.052

120.049

140.046

160.044

180.042

200.041

Tabla 2Material[con material][nF][sin material][nF] calculada

Vidrio0.1370.0851.6117

Acrlico0.0580.0441.318

Cartn0.0890.0731.219

Madera0.0600.0381.578

Unicel0.0420.0421

Vaquelita0.1370.1021.343

Algodn0.0750.0790.949

Prctica0.1500.1471.020

Mano0.1750.0355

Tabla 3Tipo de ArregloC medida C calculada

Serie 0.169 nF3.098 F

Paralelo0.167 mF114 F

Mixto0.162 nF12.8 F

ConclusionesCruz Mejia Kevin BrandonCon esta practica se verificaron los valores de la constante dielectrica para distintos materiales. Se comprobo tambin que el valor de la capacitancia est en funcin de la geometra del capacitor y del material dielctrico que se use. Por ltimo se observ como es que la capacitancia cambia de acuerdo al arreglo de capactores que se tenga, ya sea serie, paralelo o mixto.Reyes Romero NayeliCon la realizacion de la prctica se comprobaron las caracteristicas principales de un capacitor, se comprueba, en especial la dependencia existente entre la geometria del capacitor, es decir, el rea de las placas por las que est formado y la distancia de separacion entre ellas, y el valor de capacitancia de ste. Se comprob tambien que la capacitancia cambia segn en material dielectrico que est contenido en medio de las placas.Se utilizaron tambien distintos tipos de capacitores combinados en arreglos serie, paralelo y mixto para verificar las formulas para capacitancia total respectivas a cada tipo de arreglo. Ruiz Gmez CeciliaMediante esta prctica comprobamos las caractersticas ms importantes acerca del fenmeno de capacitancia, la cual depende de la geometra del capacitor (placas) y, en este caso, la distancia que las separa. Sin embargo, se observ tambin que la capacitancia vara de acuerdo al tipo de material que se encuentra entre las palcas del capacitor. Adems, gracias a las mediciones obtenidas, se pudo calcular y comprobar la constante dielctrica de diferentes materiales. Por ltimo, usando capacitores electrolticos, comprobamos el comportamiento de la capacitancia al colocarlos en diferentes configuraciones (sere, paralelo, mixto). Nota: Al calcular la capacitancia de los arreglos de capacitores, estos no coincidieron con lo medido. Se supone que tal vez no se midieron de forma correcta.