Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Encuentra los documentos específicos para los exámenes de tu universidad
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Ebooks gratuitos
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
se describe como construir un capacitor de forma casera que puede ofrecer hasta 30 mf.
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
1 / 12
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
Patiño Ávila Rafael Alejandro
En este proyecto se diseñará y construirá un capacitor de forma cilíndrica que contendrá
placas paralelas y en medio un dieléctrico que las separe. los capacitores son dispositivos
capaces de almacenar energía luego de un tiempo de carga.
La carga y descarga de un capacitor es muy útil para, por ejemplo, alimentar un motor
eléctrico. También sirven para en mecanismos que requieren de un rápido incremento de
energía.
En los circuitos en los que el voltaje de una corriente eléctrica fluctúa mucho, un capacitor
sirve para nivelar el sistema, ya que almacena la energía sobrante cuando el voltaje aumenta.
Luego, cuando está en equilibrio, la energía se libera.
Otra destacada función de estos instrumentos es la de generar retrasos en circuitos eléctricos
en aquellas actividades que lo requieren.
Además, se utiliza también en el desarrollo de dispositivos electrónicos porque tiene la
capacidad de nivelar los voltajes de una corriente eléctrica.
Se suele decir que un condensador almacena carga; sin embargo, esta afirmación no es del
todo exacta. La carga neta de un condensador es siempre cero, y el condensador separa la
carga, en lugar de almacenarla en cantidades variables.
Un condensador de placas paralelas tiene dos placas conductoras, con la misma superficie,
que actúan como electrodos. Una placa actúa como electrodo positivo, mientras que la otra
actúa como electrodo negativo, cuando se aplica una diferencia de potencial al condensador.
Dieléctrico y la carga almacenada
El tiempo que un condensador puede almacenar energía depende de la calidad del material
dieléctrico entre las placas. La cantidad de energía que almacena un condensador (su
En 1746 , Pieter van Musschenbroek, que trabajaba en la Universidad de Leiden, efectuó un
experimento para comprobar si una botella llena de agua podía conservar cargas eléctricas.
Esta botella consistía en un recipiente con un tapón al cual le atraviesa una varilla metálica
que queda sumergida en el líquido. La varilla tiene una forma de gancho en la parte superior
al cual se le acerca un conductor cargado eléctricamente. Durante la experiencia un asistente
separó el conductor y recibió una fuerte descarga al aproximar su mano a la varilla.
Un año más tarde el británico William Watson descubrió que aumentaba la descarga si la
envolvía con una capa de estaño. Siguiendo los nuevos descubrimientos, Jean Antoine Nollet
tuvo la idea de reemplazar el líquido por hojas de estaño, quedando desde entonces esta
configuración de la botella que se utiliza actualmente para experimentos. Watson pudo transmitir
una descarga eléctrica de manera espectacular produciendo una chispa eléctrica desde una
botella de Leyden a un cable metálico que atravesaba el río Támesis en 1747. Las botellas de
Leyden eran utilizadas en demostraciones públicas sobre el poder de la electricidad. En ellas se
producían descargas eléctricas capaces de matar pequeños ratones y pájaros, entre otros
animales.
Funcionamiento de la Botella de Leyden:
La botella de Leyden es un dispositivo que permite almacenar cargas eléctricas
comportándose como un condensador. La varilla metálica y las hojas de estaño o aluminio
conforman la armadura interna. La armadura externa está constituida por la capa que cubre
la botella. La misma botella actúa como un material dieléctrico (aislante) entre las dos capas
del condensador (smarter, 2021).
El proceso de diseñar el capacitador conlleva a identificar las placas paralelas que sean
conductoras de la electricidad para poder almacenar energía eléctrica. Para esto se usó papel
aluminio para que se fácil de enrollar y manipular a la forma más eficiente para el
capacitador.
El material dieléctrico es una parte fundamental en el capacitor, pues un material más aislante
aumentará la capacidad de acumular cargas en las placas del capacitor. Así mismo se busca
que el material sea lo más delgado posible, para que la distancia entre las 2 placas paralelas
sea más chica y así aumentar el valor de la capacitancia.
Para el material dieléctrico se contempla el uso del papel encerado, también conocido como
papel parafinado, que consiste en un papel base recubierto por los 2 lados por una capa de
parafina de grado alimenticio.
El propósito del uso de este material como dieléctrico es debido a sus 2 componentes, el
papel y la parafina, que en su conjunto suponen un gran material dieléctrico, considerando
su reducido espesor.
En primer lugar, se deben especificar que para efectos prácticos el papel base del material
mantiene la misma densidad que el papel bond convencional, mas no su grosor. Así mismo
la parafina de grado alimenticio conserva la misma densidad que la parafina normal.
Se conoce que la parafina mantiene una densidad relativa de 0. 92 , por lo que debemos de
obtener la densidad absoluta de la misma
𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎
𝐻 2 𝑂
𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑎
3
3
Y realiza con esta el proceso anterior
3
2
2
Para el cual obtenemos un valor final de 1. 308 𝑥 10
− 5
𝑚 que representa el grosor total de la
parafina en el dieléctrico, siendo cada una de las películas de parafina de 6. 54 𝑥 10
− 6
𝑚 ,esta
medida nos va a servir para medir la distancia que hay entre las placas paralelas de aluminio.
Para los dieléctricos se utilizo papel encerado y aceite de motor, esto se hizo para que tuviera
mayor constante dieléctrica.
la constante dieléctrica es: k = 6.
Plantear los datos:
Aluminio: 0.3 m de ancho y 9 m de largo
La constante k= 6.
Distancia: 6. 54 𝑥 10
− 6
0
− 12
Para sacar la capacitancia inicial de usa la siguiente formula:
0
Listado de componentes
3 rollos de papel encerado ($38 c/u)
2 rollos de papel aluminio ($75 c/u)
1 L de aceite para moto 4t ($109)
6 m de cable calibre 14 ($13 por metro)
Gasto total en el proyecto: $
Detalles de construcción del prototipo
La construcción del prototipo consiste en una serie de pasos:
Paso 1: Colocamos un rollo de papel encerado el cual funciona como un dieléctrico este será
nuestra primera capa de dieléctrico.
Paso 2: Esparcimos aceite sobre el papel encerado, aparte de que nos funciona como otro
dieléctrico también ayuda en la fijación de la placa conductora “papel aluminio” para que
esta no se mueva y entre en contacto con la otra placa conductora.
Paso 3: Colocamos la placa conductora encima de la placa de dieléctrico.
Paso 4: Cortamos un pedazo de cable y pelarlo por ambos extremos y lo colocamos el cable
que ya fue pelado por ambos extremos en la placa conductora, este cable se fijó con cinta de
aislar para evitar que se desprenda de la placa.
Paso 5: Esparcimos aceite sobre la placa conductora.
Paso 6: Colocamos otra capa de dieléctrico.
Paso 12: Procedemos a enrollar todo lo antes mencionado.
Paso 13: Medimos la capacitancia para comprobar que funciona el prototipo.
Problemas técnicos y de trabajo colaborativo durante la construcción y forma de
resolverlo
Los problemas que se presentaron durante la elaboración del prototipo fueron que nos
marcaba continuidad ya que las placas conductoras estaban haciendo contacto y esto
ocasiono que nos arrojara una capacitancia de 0, los cables se despegaban de la placa
conductora ya que el aceite hacia más difícil el pegar estos.
Por otro lado, el trabajo colaborativo fue la parte más fácil de toda la travesía que se recorrió
para lograr la construcción del prototipo esto se debe a que los 3 integrantes somos muy
buenos amigos por ende el ambiente durante las horas de trabajo fue muy ameno para todos.
Después de analizar el prototipo y entender el porque de las fallas fuimos directo al lugar que
estaba ocasionando dicho problema y para asegurarnos de que esto no volviera a pasar
estuvimos checando la continuidad a la misma vez que se iba enrollando, una vez terminado
de enrollar dejo de marcar continuidad lo que nos dio paso a medir su capacitancia para
conocer el valor de esta, por otro lado el problema con los cable se solucionó aumentando la
cantidad de cinta y manejando esta parte con extremo cuidado.
