¡Descarga laboratorio de electro y más Apuntes en PDF de Física solo en Docsity!
Km. 7 Antigua Vía Puerto Colombia BX: (5) 319 7010 Ext.: 1106- [email protected] www.uniatlantico.edu.co
PROGRAMA DE FÍSICA
FÍSICA ELECTROMAGNÉTICA – GUÍAS DE LABORATORIOS
CÓDIGO 21142
GUÍA No 5. CAPACITOR DE PLACAS PLANAS Y PARALELAS OBJETIVOS Determinación de la capacidad C en función del área A de las placas. Determinación de la capacidad C como función de la distancia d entre las placas. Determinación de la capacitancia C para diferentes dieléctricos entre las placas. Determinación de la capacidad C como función del porcentaje de dieléctrico introducido entre las placas. Medir la carga Q en un capacitor de placa en función del voltaje aplicado V para diferentes configuraciones. TEMAS DE CONSULTA Condensador de placas planas y paralelas. Capacitancia. Dieléctrico. MATERIALES Simulador. Calculadora. Guía de trabajo.
Km. 7 Antigua Vía Puerto Colombia BX: (5) 319 7010 Ext.: 1106- [email protected] www.uniatlantico.edu.co
ESQUEMA DE LOS MONTAJES
Figura 6.1 Configuración experimental para la determinación de la capacitancia de un condensador de placas planas y paralelas en función del área A y de la distancia d entre las placas.
Km. 7 Antigua Vía Puerto Colombia BX: (5) 319 7010 Ext.: 1106- [email protected] www.uniatlantico.edu.co Figura 6.3 Configuración experimental para la determinación de la capacitancia equivalente y la carga para diferentes sistemas de conexiones de capacitores, PROCEDIMIENTO Para realizar esta práctica, debe descargar el siguiente simulador: https://phet.colorado.edu/es/simulation/legacy/capacitor-lab Parte 1 Medición de la carga en función del voltaje para diferentes áreas de las placas: Ejecute el simulador y active la pestaña “Introducción”. El voltaje de la batería debe estar en 0 voltios. Considere el capacitor con placa de área 100 mm^2 y separación entre las placas de 5.0 mm. Registre estos dos valores. Verifique con el voltímetro que el capacitor este descargado.
Km. 7 Antigua Vía Puerto Colombia BX: (5) 319 7010 Ext.: 1106- [email protected] www.uniatlantico.edu.co Ajuste la tensión o voltaje de la batería en 0.15 V (o un valor muy cercano). Este valor debe verificarlo con su voltímetro. Registre el valor de la carga Q en la tabla de datos. Repita la medición con otros voltajes comprendidos entre 0.0 y 1.5V hasta llenar la Tabla de datos. Regrese la batería a 0 V y verifíquelo con su voltímetro. Sustituir el par de placas pequeñas por el par de placas grandes (A = 400 mm^2 , d = 5 mm). Repita los pasos anteriores y llene la Tabla de datos. Registre sus datos en la Tabla 6. Tabla 6.1: La carga Q registrada en función de la tensión aplicada V con diferentes áreas A de las placas: V/V Q/pAs (A=100 mm^2 ) Q/pAs (A=400 mm^2 )
- A partir de los datos registrados, realice el gráfico de Q versus V y a partir de él, encuentre la permitividad del espacio libre Esto se debe hacer para cada área A.
- Ahora realice otro gráfico donde se superpongan los datos tanto para A 100mm^2 y 400mm^2. ¿Qué puede concluir de este gráfico? 3. Saque sus propias conclusiones. Parte 2:
Km. 7 Antigua Vía Puerto Colombia BX: (5) 319 7010 Ext.: 1106- [email protected] www.uniatlantico.edu.co Parte 3: Determinación de la capacitancia en función de la distancia entre las placas (dieléctrico el aire). Utilice el área de las placas de 400 mm^2 : Desconecte la batería. Ajuste la tensión a 1.5 V. Ajuste la distancia d entre las placas a 5.0 mm. Asegúrese que su capacitor está descargado. Debe verificarlo con el voltímetro. Conectar la batería a las placas del capacitor. Y registre los valores de capacitancia y de carga del capacitor. Anote estos valores en la Tabla 6.3. A continuación, aumente la distancia entre las placas y llene la Tabla 6.3. Asegúrese que el ultimo valor registrado de la separación sea de d = 10.0 mm. Tabla 6.3: La carga Q (para V = 1.5 V) y la capacitancia C como funciones de la distancia d entre las placas d/mm Q/pAs C/pF
- A partir de los datos registrados, realice el gráfico de (C versus d) y (Q versus d). Qué puede concluir de estos gráficos.
- Con el fin de linealizar la curva anterior, realice el gráfico de C/pF versus 1/d.
- Interprete las gráficas y diga que información se pueden obtener de ellas.
- Saque sus propias conclusiones.
Km. 7 Antigua Vía Puerto Colombia BX: (5) 319 7010 Ext.: 1106- [email protected] www.uniatlantico.edu.co Parte 4: Determinación de la capacitancia de un capacitor en función del área A entre las placas. Considere como dieléctrico el aire: Coloque una diferencia de potencial entre las placas del capacitor de 1.5 V y verifique este valor con el voltímetro. Montar el par de placas pequeñas (A = 100 mm^2 ), y fijar la distancia d entre las placas a 7.0 mm. En esta parte del experimento la separación entre las placas se mantiene constante. Registre el valor de la capacitancia en la Tabla 6.4. Varié el área de las placas entre 100 mm^2 hasta 400 mm^2 y tomé 10 valores diferentes empezando en 100 mm^2 y terminando en 400 mm^2. Estos valores deben permitirle realizar un gráfico. Área (A) / mm^2 Capacitancia (C) / pF
- A partir de los datos registrados, realice el gráfico de C versus A y a partir de él, encuentre la permitividad del espacio libre
- ¿Qué otra información puede obtener del gráfico?
- Saque sus propias conclusiones.
Km. 7 Antigua Vía Puerto Colombia BX: (5) 319 7010 Ext.: 1106- [email protected] www.uniatlantico.edu.co Calcule todos los datos que le ayuden a calcular el porcentaje de error en la siguiente Tabla Datos Experimentales Capacitancia (C) / pF Carga (Q) / pC Voltaje (V) / V Energía (E) / pJ C 1 = 0. C 2 = 0. C 3 = 0. Capacitancia Total (CT)/pF Carga Total (QT)/pC Energía almacenada Total (E)/pJ Porcentaje de error para (CT)/pF Porcentaje de error para (QT)/pC Porcentaje de error para (ET)/pJ Porcentaje de error
Carga (Qexp) / pC Carga (QTeórica) / pC Porcentaje de error (
Q 1 Q 1 Q 2 Q 2 Q 3 Q 3
Voltaje (Vexp) / V Voltaje (VTeórica) / V Porcentaje de error (
V 1 V 1 V 2 V 2 V 3 V 3
Energía (Eexp) / pJ Energía (ETeórica) / pC Porcentaje de error (
E 1 E 1 E 2 E 2 E 3 E 3
Km. 7 Antigua Vía Puerto Colombia BX: (5) 319 7010 Ext.: 1106- [email protected] www.uniatlantico.edu.co Parte 5.2. En la Figura 6.2, C 1 =0.20 pF, C 2 =0.15 pF y C 2 =0.30 pF. La red de capacitores está conectada a un potencial aplicado de 1.5V. Llene la Tabla 6.6. Figura 6.2 Dos capacitores en serie más uno en paralelo Tablas 6.6 Datos de la parte 5. Datos Experimentales Capacitancia (C) / pF Carga (Q) / pC Voltaje (V) / V Energía (E) / pJ C 1 = 0. C 2 = 0. C 3 = 0. Capacitancia Total (CT)/pF Carga Total (QT)/pC Energía almacenada Total (E)/pJ Porcentaje de error para (CT)/pF Porcentaje de error para (QT)/pC Porcentaje de error para (ET)/pJ
Km. 7 Antigua Vía Puerto Colombia BX: (5) 319 7010 Ext.: 1106- [email protected] www.uniatlantico.edu.co
