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PRÁCTICA VIRTUAL “CAPACITORES” I. 1.

FACTORES FÍSICOS QUE AFECTAN LA CAPACITANCIA Accede a la Simulación "capacitor-lab_es" en http://phet.colorado.edu/en/simulation/capacitor-lab y familiarízate con ella.

2.

Inicia en la pestaña Introducción y marca todas las casillas excepto Detector de campo eléctrico. Mueve el cable rojo del voltímetro a la placa superior y el cable negro a la placa inferior.

3.

Modifica el área de las placas y la separación entre ellas deslizando las flechas verdes. Mantén constante el área y cambia tres valores de separación y luego efectúa lo contrario, lee los valores de capacitancia y registra en la tabla siguiente. Área de la placa (mm2)

Separación de la placa (mm)

Capacitancia (faraday)

5.0mm 135.4mm 2 7.9mm 9.3mm 336.8mm 2 255.4mm 2 130.9mm

6.9mm

¿Cuál es la relación entre el cambio en estos valores y la capacitancia? Que aunque haya cambios entre la separación de la placa y su área siempre estará por II. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

EFECTO DE UN MATERIAL DIELÉCTRICO Ir a la pestaña "dieléctrico". Añadir un medidor de capacitancia, un medidor de carga para las placas y el voltímetro a la simulación. Probarás con varios valores de constante dieléctrica con el selector Aumenta el voltaje de la batería a + 1.5V. Elije la opción custom (personalizado) y desliza el selector al valor que desees (diferente al mostrado). Utiliza las flechas deslizables verdes para mover el material dieléctrico entre las placas. Mide los valores de carga y capacitancia y escríbelos en la tabla. Repite el mismo proceso para teflón, vidrio y papel.

K

Dieléctrico Custom Teflón Papel vidrio

Carga en la placa superior (Coulomb) Sin Con dieléctrico dieléctrico

Capacitancia (Faraday) Sin dieléctrico

Con dieléctrico

1.30 2.1 3.5 4.7

7. Establece las relaciones para un voltaje constante entre: a) Constante dieléctrica y la capacitancia: para mantener un voltaje constante el dieléctrico tiene que estar hecho

de un material que sea bueno para el voltaje que se va a meter, es decir que si es alto o bajo el voltaje y la capacitancia es igual ya que si la capacitancia y el dieléctrico son bajas lógicamente el capacitor puede descomponerse por voltaje tan alto. b) Constante dieléctrica y la carga almacenada: Es lo mismo no puedes meterle mucho voltaje a un capacitor que solo está hecho para voltajes bajos o viceversa.

III. CAPACITORES EN SERIE 1. Haz clic en la pestaña varios capacitores. 2.

Haz clic en el botón de tres condensadores en serie.

3. Mueve la corredera de voltaje al máximo y mide el voltaje a través de la batería con el voltímetro. 4.

Vmax = 1.5v

Cambia la configuración de los 3 capacitores

C1 = 5.

C2 = C3 = Ahora mide el voltaje a través de cada condensador.

V1 = 0.468V

V2 = 0.673V V3 = 0.359V

6. ¿Cuál es la relación de los voltajes? Ninguno cambia su valor

dependiendo su capacitancia

7. Encuentra la carga en cada condensador. q1 = q2 = 0.02 q3 = 0.05 8. ¿Cuál es la capacitancia total en Faradys? Lee en el medidor.

9. Usa la ecuación que conoces para para encontrar la capacitancia total de los tres capacitores y compárala con la lectura obtenida.

CT= 0.10

IV.

CAPACITORES EN PARALELO

1. Ahora haz clic en tres condensadores en paralelo.

2.

Selecciona los mismos valores de los 3 capacitores del punto anterior.

C1 = 2.30 3.

C2 =

1.60

C3 =

3.00

Ahora mide el voltaje a través de cada condensador.

V1 = 1.5V 4.

V2 = 1.5V

V3 = 1.5V

¿Cuál es la relación de los voltaje: EL VOLTAJE ES EL MISMO PARA TODOS

5.

Encuentra la carga en cada condensador.

q1 = 0.45 0.45

q2 = 0.24

q3 =

f. ¿Cuál es la capacitancia total en Faradys? Lee en el medidor.

1.03 6.

Usa la fórmula que conoces para encontrar la capacitancia total.

CT=C1+C2 EN SERIE C= ( 1,2)( 3) / 1,2+ 3

V. CAPACITORES EN SERIE Y PARALELO 1. Ahora haz clic en el botón de dos capacitores en serie y uno en paralelo. 2. Mide el voltaje a través de cada condensador.

V1 = 0.615V V2 = 0.885V

V3 = 1.15V

¿Cuál es la relación de los voltajes? Que en

la pila.

el de serie el voltaje es diferente y que en el del paralelo es el mismo a

3.

encuentra la carga en cada condensador.

q1 = 0.03 q2 = 0.02 q3 = 0.20 0.39

4.

¿Cuál es la capacitancia total en faradios? Lee en el medidor.

5.

Usa la fórmula que conoces para encontrar la capacitancia total y encuentra el porcentaje de error.

CT=C1+C2 EN SERIE C= ( 1,2)( 3) / 1,2+ 3

6. Por último, haz clic en el botón de dos capacitores en paralelo y uno en serie. 7. Ahora mide el voltaje a través de cada condensador.

V1 = 1V V2 = 0.5V V3 = 0.5V ¿Cuál es la relación de los voltajes? Que

en el de serie el voltaje es diferente y que en el del paralelo es el mismo los dos. 8. Encuentra la carga en cada condensador.

q1 = 0.03 9.

q2 = 0.02

q3 = 0.05

¿Cuál es la capacitancia total en faradays?

Lee en el medidor. 0.15

10. Usa la fórmula que conoces para encontrar la capacitancia total y encuentra el porcentaje de error.

. CT=C1+C2 EN SERIE C= ( 1,2)( 3) / 1,2+ 3

PREGUNTAS Comparando los circuitos en serie y paralelo contesta las siguientes preguntas: 1. ¿Cuánta carga puede acumularse en cada placa en serie vs en paralelo? Todos

los condensadores en serie

tienen la misma carga (Q)y la corriente de carga igual (Ic).

2. ¿Cómo se compara el voltaje a través de las placas en serie vs paralelo?

diferente para todos y en paralelo es el mismo para todos.

: Que en serie el voltaje es el

La capacitancia de los capacitores en paralelo es igual a la suma de las capacitancias de los capacitores enserie 3. ¿Cómo se compara la capacidad total?

4. ¿Qué prefieres usar y por qué? (Es decir que sería más económico si estás construyendo, por ejemplo, una computadora?). Los circuitos mixtos, creo que es mucho mejor para la construcción de una computadora

Ureña Hernández Jesús Eliseo 6C 43