Proyecto de un Capacitor, Resúmenes de Electromagnetismo

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Carrera: INGENIERIA BIOQUIMICA

Semestre: 4

Materia: electromagnetismo

Trabajo : PROYECTO 1er PARIAL

Objetivos generales

 Se espera comprender el funcionamiento del capacitor, y mas que nada los fundamentos teoricos.  Saber utilizar el capacitor de diferentes formas tales, como en los filtros de frecuencia baja en circuitos electronicos de medicion etc.  Tener la capacidad de interpretar lo que es un dialectrico.  Diferenciar la potencia y la intensidad de un campo electrico en el mismo capacitor.

Descripcion

Como ya se habia mencionado anteriormente los capacitores son dispositivos que

almacenan energia, por lo que estos se pueden encontrar de diferentes tamaños y

formas, consiste en dos placas de material conductor ubicado entre un aislador de

ceramica, vidrio u otros materiales. Por ejemplo, cuando un capacitor se conecta a

una fuente de energia, comienza a circular un flujo de electrones los cuales se

mueven de forma alternativa de una placa a otra cargandose y descargandose

continuamente, mientras que este se encuentre conectado a una corriente

electrica. Una placa sera negativa (-) y la otra (+) pero en un medio ciclo se

invierten las polaridades, provocando un ritmo constante de cargas y descargas en

ambas placas por lo que la corriente electrica puede circular por el circuito externo

Estructura típica elemental de un capacitor formado por dos chapas o láminas metálicas (armaduras) separadas entre sí por una holgura de aire en función de dieléctrico. Cada chapa posee un terminal de alambre conductor acoplado, que permite conectarlo a una fuente suministradora de corriente eléctrica. A la derecha de la figura aparece el símbolo general por el cual se identifica al capacitor en los esquemas eléctricos y electrónicos.

Las chapas o armaduras de un capacitor pueden tener forma cuadrada, esférica o estar formada por dos tiras metálicas enrolladas y separadas por su correspondiente dieléctrico. Para construir artesanalmente un capacitor basta con enfrentar dos chapas metálicas (como de aluminio, por ejemplo) y mantenerlas separadas de tal forma que entre ambas medie un pequeño espacio de aire, sin que lleguen a tocarse. Esa separación hará las veces de dieléctrico en el capacitor así formado. Finalmente, a cada una de las chapas le conectamos su correspondiente terminal de alambre conductor de electricidad para obtener, como resultado, un capacitor.

¿Cómo funciona un capacitor?

En su estado natural cada una de las placas internas tiene el mismo número de electrones. Cuando conectamos una fuente de voltaje una de las placas pierde electrones (siendo esta la terminal positiva), mientras que la otra los gana ( terminal negativa). Este movimiento de electrones se detiene cuando el capacitor alcanza el mismo voltaje que la fuente de alimentación.

El material dialéctico se coloca entre las dos placas y sirve para evitar que estas hagan contacto entre sí, también sirve para que los electrones no pasen de una hacia la otra.

Cuando se desconecta la fuente de alimentación los electrones ganados por una de las placas regresan a la otra placa para alcanzar su estado natural con el mismo número de electrones en cada una.

Tipos de capacitores

Existen diferentes tipos de capacitores ya sea por su tipo de material, por su construcción, su funcionamiento, etc. En esta ocasión los clasificaremos de una forma más general.

 Electrolíticos

A pesar de que existen capacitores electrolíticos no polarizados no son tan comunes como los polarizados, esto se debe a que se utilizan en corriente directa donde siempre se tiene un polo negativo y uno positivo. Este tipo de capacitores tienen una vida útil predefinida y aun que no se utilicen se deterioran con el tiempo. Sus aplicaciones están relacionadas con las fuentes de alimentación o para filtros. Para identificar la terminal de estos dispositivos solo basta con buscar la franja de color dentro de la carcasa o también identificando la terminal más corta.

 Cerámicos Algunas de sus características principales son: que no tiene polaridad, que tienen un código impreso en una de sus caras, de los cuales los primeros dos números indican el valor y el tercer número es el número de ceros que se le agrega, ” el valor siempre viene codificado en pico faradios”. Se utilizan para filtros, osciladores o para acoplar diferentes circuitos. Una de sus desventajas es que son bastante sensibles a los cambios de temperatura y de voltaje.

 De película El material utilizado para este capacitor es el plástico, son no polarizados y tienen una capacidad de auto reparación, se utilizan principalmente en aplicaciones de audio.

 De mica

Se utilizan cuando se requiere una gran estabilidad, ya sea por temperatura o por tiempo, también cuándo se tiene una carga eléctrica alta. Se utiliza principalmente en aplicaciones industriales de alto voltaje, amplificadores de válvula y cuando la precisión es uno de los factores importantes.

 De doble capa eléctrica o super capacitores

Estos capacitores son como los electrolíticos, pero almacenan miles de veces más la energía, los convencionales por los regular están en el orden de los micro- faradios y estos super-capacitores pueden llegar al orden de los 3,000 faradios.

Capacitancia

Los valores de capacitancia utilizados en el proyecto son mucho mas chicos que la unidad, por lo tanto, dichos valores estarán expresados nano faradios.

láminas de aluminio queden lo mas paralelas posibles.

6. Comenzamos a enrollar nuestras laminas, dejando el menos espacio posible, luego de haberlas enrollado. Ponemos algo de cinta adhesiva para fijar. Para completar introducimos dentro del tubo y dejamos los dos extremos de cable hacia afuera. .

Análisis de datos y cálculos

En esta sección analizarán los datos experimentales obtenidos, deben incluir sus hojas de datos, imágenes, tablas, etc., así como los datos procesados y los cálculos que hayan realizado. Deberán ofrecer un análisis sobre las diferencias o coincidencias encontradas entre los resultados experimentales y los resultados teóricos esperados.

Para que podamos cuantificar las características en cuanto al almacenamiento de energía que tendrá nuestro capacitor, con el numero: capacitancia; la cual se define como la cantidad de carga que almacena el capacitor, por una unidad de diferencia de potencial aplicada en sus terminales:

[

]

Las unidades asociadas a la capacitancia son los Coulomb entre Volt esta unidad es llamada como Farad.

Las definiciones de carga y diferencial potencial a partir del campo eléctrico, si es representado en forma de ecuación se escribe como:

En esta ecuación podemos observar que la capacitancia conserva una relación que permanece constante con el campo eléctrico en numerador y denominador, por lo cual puede hacerse independiente del potencial y de la carga. Finalmente podemos concluir que la capacitancia de nuestro capacitor será expresada como:

𝑐 =

[𝐹]

Donde:

C, es la capacitancia

S, representa la superficie común entre los conductores[𝑚^2 ]

𝑑, es la distancia que separa los conductores [𝑚]

𝜀 0 , es la permitividad del espacio libre, constante, 8.85 × 10−12[𝐹 ∕ 𝑚]

La carga neta del condensador en conjunto se define como nula. Como ya sabemos la carga de un condensador se define como la carga de cualquiera de los conductores si tomar el signo en cuenta. La capacidad de un faradio si, para

Análisis de errores.

Esta etapa del capacitor no será realizada ya que estamos realizando los procesos de manera hipotética por no poder realizar de manera eficiente del proyecto decido a la contingencia sanitaria que se enfrenta actualmente.

Conclusiones.

Concluimos que los capacitores pueden conducir corriente continua durante solo un instante (por lo que podemos decir que los capacitores, para las señas continuas, en pocas palabras podemos decir que es como un cortocircuito), aunque también funcionan como conductores en circuitos de corriente alterna. El capacitor es un dispositivo que almacena energía en un campo electroestático. La propiedad para almacenar energía eléctrica es una característica importante de este dispositivo eléctrico.

Cabe mencionar que no se le pudieron hacer pruebas al capacitor por no contar con la herramienta indicada para eso y aparte de que puede ser peligroso si no se lleva a cabo bien una buena revisión del mismo

Bibliografías

CAPACITORES. (s. f.). Capacitores. Recuperado 21 de marzo de 2021, de https://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/basicas/fisica2/files/(3)%20CAPAC IDAD%20Y%20CAPACITORES.pdf

Capacitores. (s. f.). Capacitores. Recuperado 21 de marzo de 2021, de http://allman.rhon.itam.mx/~creyes/apuntes/manualem.pdf

Morato, A. (2012, 18 octubre). Capacitores en serie y en parelelo. shideshare. https://www.slideshare.net/alanmmdc/capacitores-en-serie-y-en-parelelo- 14793845#:%7E:text=%2DCONCLUSIONES%2DConclusi%C3%B3n%20General %20De%20Un,importante%20del%20dispositivo%20el%C3%A9ctrico%20llamado Capacitor.

ANEXOS:

EXPERIMENTO TERMINADO