OBJETIVOS

Objetivo General

Analizar el funcionamiento de un condensador elemental.

Objetivos Especficos

Analizar la relacin entre la intensidad de campo elctrico y la diferencia de potencial de las placas de un condensador de placas paralelas, manteniendo constante la distancia de separacin entre ellas.

Analizar la relacin entre la intensidad de campo elctrico y la separacin de potencial de las placas de un condensador de placas paralelas, manteniendo constante la distancia de separacin entre el

RESUMEN

En esta prctica de laboratorio tenamos como objetivo analizar lo que plantea la ley de Ohm y comprobar cul es la relacin entre el voltaje y la intensidad de corriente, mediante la utilizacin de tres resistencias de diferente valor (100 , 220 , 330 ) y por ultimo un bombillo, as utilizando la caja de conexin, podamos tomar los valores al situar una de las resistencias o el bombillo en la caja, el programa instalado en el computador nos permite observar los diferentes valores que se adquieren para el voltaje y la intensidad, ya con estos valores se realiza la grafica de V contra I para el caso de las tres resistencias y el bombillo, el resultado de la grafica nos demuestra que la relacin es directamente proporcional entre estas dos, se tiene en cuenta que si se denota una lnea recta se dice que la relacin es lineal y constante y se da a entender que en este caso se cumple la ley de ohm, estos materiales reciben el nombre de materiales hmicos, en el caso de los materiales no hmicos son los cuales la ley de ohm no se cumple es decir, que al tomar los valores de voltaje e intensidad y al graficarlos su relacin no va a ser lineal es decir, no se formara una lnea recta.Al realizar el experimento se pudo denotar que las tres resistencias mantienen una relacin lineal en cuanto a intensidad y voltaje, esto las hace ser materiales hmicos, en cambio el bombillo al no formar lnea recta y no ser constante se llega a decir que este es un material no hmico, el cual no cumple la ley de Ohm.

MARCO TEORICO

CONDENSADORSe denomina condensador al dispositivo formado por dos conductores cuyas cargas son iguales pero de signo opuesto. La capacidadCde un condensador se define como el cociente entre la cargaQy la diferencia de potenciaV-Vexistente entre ellos.

Launidad de capacidades el farad o faradio F, aunque se suelen emplear submltiplos de esta unidad como el microfaradioF=10-6F, y el picofaradio, pF=10-12F.Un condensador acumula una energaUen forma de campo elctrico. La frmula como demostraremos ms abajo es

CONDENSADOR DE PLACAS PARALELASPara entender algunos de los factores que determinan el valor de la capacitancia de un dispositivo consideraremos un capacitor conformado por un par de placas planas paralelas. Si +y -son las densidades superficiales de carga elctrica en las superficies de rea A, las cargas elctricas en las placas tienen magnitudes+Q y Q,respectivamente, conQ = dA.Como las cargas elctricas en las placas son de diferente tipo, tienden a atraerse, por lo que quedan depositadas en las superficies internas del capacitor. La diferencia de potencial elctrico para este dispositivo:en dondedes la distancia de separacin entre las placas, yes la permisividad elctrica del vaco. Sustituyendo la expresin para la densidad de carga en trminos de la carga elctrica, tenemos:

Capacitor de placas planas paralelas con cargas de diferente tipo, y lneas de campo en su interior por lo que al compararla con la expresin 1, encontramos que la capacitancia para el capacitor de placas planas paralelas es:

MATERIALES

Fuente de alimentacin: Una fuente de alimentacines un dispositivo que convierte latensin alternade la red de suministro, en una o varias tensiones, prcticamentecontinuas, que alimentan los distintos circuitos delaparato electrnicoal que se conecta.

Modulo generador de funciones:Este mdulo genera ondas sinusoidales y cuadradas, cuyo nivel puede ser ajustado entre 0 y +5 V con los potencimetros P2 (ondas cuadradas) y P3 (ondas sinusoidales). La pieza matriz del mdulo es el circuito de generador XR 2206. El amplificador operacional MC 1458 permite alcanzar una amplitud mxima de +5 V. El conmutador de banda S1 pone a disposicin 2 bandas de frecuencia para escoger.

Una caja de conexin: Las cajas de conexin estn presentes en todas las viviendas. Se distinguen porque cuentan con una tapa desmontable para facilitar su apertura. resistencias: La resistencia de cualquier objeto depende nicamente de su geometra y de su resistividad, por geometra se entiende a la longitud y el rea del objeto mientras que la resistividad es un parmetro que depende del material del objeto y de la temperatura a la cual se encuentra sometido. Portalmparas: para sostener laslmparaso bombillaselctricas.

Lmparas de filamento: Es un dispositivo que produceluzmediante el calentamiento porefecto Joulede un filamento metlico, en la actualidad wolframio, hasta ponerlo alrojo blanco, mediante el paso decorriente elctrica.

PC, Windows: Es unamquina electrnicaque recibe y procesadatos. Es una coleccin decircuitos integradosy otros componentes relacionados que puede ejecutar con exactitud, rapidez y de acuerdo a lo indicado por un usuario. Cobra 3 unidad Bsica cables de conexin

DETALLES EXPERIMENTALES

Para la realizacin de esta prctica, el profesor junto con el asistente de trabajo explicaron los pasos de la gua a seguir luego comprobamos el montaje y procedimos a colocar cada una de sus partes en las escalas correctas inicialmente: el sensor de campo elctrico conectado a la fuente de voltaje a 12 V y el Multmetro en la escala de 20 V.Para analizar la relacin entre el voltaje y el campo elctrico, separamos las placas del condensador a una distancia de 4 cm con una potencial de 20 V entre las placas de este y determinamos el valor del campo elctrico registrndolo en la tabla 1.Luego manteniendo constante esa distancia, repetimos el proceso anterior pero esta vez llevando el voltaje a 40, 60, 80, 100 y 120 V de potencia entre las placas.Para analizar la relacin entre la distancia que hay en las placas del condensador y el campo elctrico, se aplic un voltaje de 20 V, mantenindolo constante y cambiando la distancia de las placas en un rango de 4 a 12 cm y se registraron en la tabla 2.Para finalizar se ajust el voltaje a 25 V con una distancia de 4 cm entre las placas, el dato que registraba el Multmetro se consigna en la Tabla 3, luego se va aumentando el voltaje y separando las placas hasta que el Multmetro registrara lo mismo que en el caso anterior, y se consignan en la tabla 3.

DATOS OBTENIDOSTabla 1.d = 4 cmVE

200.48x103

400.98x103

601.47x103

801.97x103

1002.46x103

1202.96x103

Tabla 2.V = 20 Vd (cm)E

40.48x103

60.37x103

80.23x103

100.19x103

120.15x103

140.14x103

Tabla 3. E = 0.76x103Vd (cm)

254

506.3

159.4

10012.9

12516.4

ANALISIS

1. Elabore un grfico de Campo elctrico vs Voltaje cuando la distancia de separacin entre las placas de un condensador es fija (Tabla 1) (Ver grafica 1)

2. Determine la pendiente de esta grfica. Qu significa?Rta:

La pendiente de esta grafica nos representa la distancia que resulta cuando el voltaje y el campo elctrico son mayor, estos hacen que la atraccin sea mayor entre las dos placas, es decir que la distancia comience a disminuir, por esto el valor de la pendiente est dada en metros y es menor a los 0.04 mts que haba tomados inicialmente.

3. Cmo es la relacin entre el Campo elctrico entre las placas del condensador y el voltaje aplicado?Rta: La relacin entre las dos es directamente proporcional entre mas voltaje se aplique el campo elctrico habr de aumentar entre las placas del condensador.

4. Si se hubiese tomados datos con una distancia entre las placas del condensador diferente, cambiara la pendiente de esta grafica?RTA: Si porque la pendiente de la distancia y de acuerdo se atraen las placas disminuye la constante hacindose menor o igual que la distancia.

5. Grafique con los datos de la Tabla 2, la relacin entre el Campo elctrico y la distancia de separacin de las placas del condensador cuando el voltaje es constante. (Ver grafica 2)

6. Determine la pendiente de esta grfica. Rta:

7. Cmo es la relacin entre el Campo elctrico entre las placas del condensador y la distancia de separacin entre ellas?RTA: La relacin entre ellas es inversamente proporcional entre ms distancia de separacin entre las placas haya menor va ser el campo elctrico.8. Con la tabla 3, elabore un grfico de Voltaje vs Distancia entre las placas.(Ver grafica 3)

9. Determine la pendiente de esta grfica. Qu relacin obtiene?Rta:

Se dice que la pendiente representa el campo elctrico, puesto que las unidades de esta son y si denotamos la formula , al despejarla nos resulta , demuestra que el campo es el cociente entre el voltaje y la distancia que hay entre las dos placas.

En el clculo de la pendiente se demuestra, que el valor obtenido se aproxima al valor constante del campo elctrico que se ubico en esta parte.

10. Si las placas de un condensador cargado, se acercan entre s. Qu sucede con la diferencia de potencial, la capacidad y la energa almacenada?

Rta: La diferencia potencial disminuir, la capacidad aumentar, lo que es lo mismo, la energa almacenada ser superior.La capacidad de un condensador plano, es proporcional a la superficie e inverso a la distancia, aunque la fuerza es el cuadrado de la distancia. La diferencia de potencial elctrico, tiene relacin directamente proporcional, con la distancia entre las placas pues se define como el trabajo por unidad de carga que debe realizarse para mover una carga de un punto a otro y el trabajo depende de la distancia recorrida.

CONCLUSIONES

En el laboratorio, se comprob que la Intensidad es directamente proporcional al Voltaje, es decir, a mayor Voltaje, mayor Intensidad.

Determinamos que las resistencia de prueba, son materiales hmicos, ya que obedece la ley de Ohm; mientras que la bombilla es un no hmico, esto se llego a comprobar gracias a la realizacin de la grafica de V contra I en cada resistencia, all se poda apreciar si se haba una relacin lineal o no.