CAPACITANCIA · capacitancia del mult metro. Gire la llave selectora hacia la posici on de...
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Universidad Nacional Aut´ onoma de Honduras En el Valle de Sula UNAH-VS Departamento de F´ ısica Pr´ actica 1 LF 415 CAPACITANCIA OBJETIVOS 1. Verificar la permitividad el´ ectrica en el vac´ ıo; haciendo mediciones de la capacitancia de un condensador de placas paralelas en funci´on de la distancia de separaci´on entre sus placas. 2. Repasar el m´ etodo de regresi´on lineal por m´ ınimos cuadrados. MATERIALES 1. Mult´ ımetro digital 2. Capacitor de placas paralelas 3. Pie de Rey 4. Hojas de vidrio, pl´ astico, cart´ on, papel MARCO TE ´ ORICO La forma m´ as sencilla de un capacitor consiste en dos placas conductoras paralelas, cada una con´area A, separadas por una distancia d que es peque˜ na en comparaci´on con sus dimensiones (figura 1). Cuando las placas tienen carga, el campo el´ ectrico est´a localizado casi por completo en la regi´on entre las placas (figura 2). El campo entre esas placas es esencialmente uniforme, y las cargas en las placas se distribuyen de manera uniforme en sus superficies opuestas. Este arreglo recibe el nombre de capacitor de placas paralelas. Figura 1: Capacitor de placas paralelas Figura 2: Campo el´ ectrico del capacitor de placas paralelas 1
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Universidad Nacional Autonoma de HondurasEn el Valle de SulaUNAH-VSDepartamento de Fısica
Practica 1LF 415
CAPACITANCIA
OBJETIVOS
1. Verificar la permitividad electrica en el vacıo; haciendo mediciones de la capacitancia de uncondensador de placas paralelas en funcion de la distancia de separacion entre sus placas.
2. Repasar el metodo de regresion lineal por mınimos cuadrados.
MATERIALES
1. Multımetro digital
2. Capacitor de placas paralelas
3. Pie de Rey
4. Hojas de vidrio, plastico, carton,papel
MARCO TEORICO
La forma mas sencilla de un capacitor consiste en dos placas conductoras paralelas, cada unacon area A, separadas por una distancia d que es pequena en comparacion con sus dimensiones(figura 1). Cuando las placas tienen carga, el campo electrico esta localizado casi por completo enla region entre las placas (figura 2).El campo entre esas placas es esencialmente uniforme, y las cargas en las placas se distribuyende manera uniforme en sus superficies opuestas. Este arreglo recibe el nombre de capacitor deplacas paralelas.
Figura 1: Capacitor de placas paralelas Figura 2: Campo electrico del capacitorde placas paralelas
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Practica 1LF 415
En el vacıo el valor de la capacitancia para este tipo de capacitor esta dado por:
C =Q
Vab= ε0
A
d(1)
Donde: C : Capacitancia
Q : Carga electrica
V : Diferencia de potencial electrico
ε0 : Permitividad en el vacio
A : Area de las placas paralelas
d : Distancia de separacion entre las placas
Si introducimos entre las placas un material dielectrico tendriamos:
C =Q
Vab= Kε0
A
d(2)
donde K es la constante dielectrica del material. La energıa potencial electrica y la magnitud delcampo electrico para este sistema se obtiene como sigue:
∆Uq =q∆V
2(3)
|E| =∆V
d(4)
La figura 3 muestra una tabla con valores de k para diferentes materiales:
Figura 3: Valores de la constante dielectrica k a 20 grados centigrados
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Practica 1LF 415
PROCEDIMIENTO
Conecte el cable de conexion a la puerta decapacitancia del multımetro. Gire la llaveselectora hacia la posicion de capacitancia(si es necesario consulte el manual de ins-trucciones del multımetro).Seleccione unade las escalas de capacitancia que sea ade-cuada para la medicion que desea efectuar(en este experimento es 2000pF ).
Conecte el cable al capacitor variable deplacas paralelas como se muestra en la fo-to. Figura 4: Medicion de capacitancia
Usando el pie de rey medir el diametro de las placas.
φ =
Aleje las placas en intervalos de ∆d = 1mm y complete la tabla.
No. Distancia entre placas (mm) Capacitancia (pF )1 22 33 44 55 66 77 88 9
Tabla 1: Anotar los valores dados por el multımetro
CALCULOS Y GRAFICOS
1. Usando los datos de la tabla 1 graficar C vrs d.
2. Linealizar el grafico anterior y encontrar las constantes de la recta que mejor se ajusta a losdatos tabulados. 1
1Usando regresion lineal por el metodo de mınimos cuadrados
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Practica 1LF 415
d(mm)
C(pF )
d−1(mm−1)
C(pF )
3. Determinar la incertidumbre de la pendiente.
4. Calcular el valor de la permitividad electrica en el vacıo con su incertidumbre.
5. Usando la expresion para el error experimental, compare el valor obtenido con el valor teoricopara la permitividad electrica.
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