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.
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