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Capacitores y Dieléctricos

Capacitores y Dieléctricos -...

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Unformatted text preview: Capacitores y Dieléctricos Objetivos 1. Análisis de la capacitancia en un capacitor de láminas planas y paralelas. 2. Demostración experimental, para la capacidad equivalente en un acoplamiento en serie y paralelo. 3. Análisis cualitativo, de la polarizacion de un dieléctrico. Introducción Teórica Una de las metas de la física es el de proveer la ciencia básica para los artefactos prácticos los cuales son diseñados por ingenieros. Nuestro enfoque, en este laboratorio, es un ejemplo de este tipo de artefacto extremadamente común y útil en nuestra vida cotidiana. Este ejemplo es el de un capacitor. Los antiguos Griegos utilizaron el ámbar para generar chispas al frotar dos bolas de este tipo de resina. Éste es el efecto que se conoce como la separación mecánica de la carga en un dieléctrico. Este trabajo fue un precursor al desarrollo del capacitor. El tarro de Leiden, la primera forma de un capacitor, fue inventado en la universidad de Leiden en los Países Bajos. Era un tarro de cristal cubierto adentro y hacia fuera con el metal. La capa interna fue conectada con una barra que pasó a través de la tapa y terminada en una bola del metal. Benjamín Franklin era conocido por experimentar con los tarros de Leiden. Un capacitor es un dispositivo para almacenar carga. Consiste por lo general de dos conductores paralelos separados por algún material aislante o también conocido como un dieléctrico. Un dieléctrico es simplemente un material por el cual la corriente eléctrica no puede desplazarse, es decir, un material por el cual la corriente no puede fluir. Un ejemplo de un capacitor se ve en las cámaras de fotos. Las baterías en las cámaras almacenan energía en la unidad de “foto- flash” a través de un capacitor. Las baterías pueden suplir energía pero a una razón moderada, muy lento para suplir la energía necesaria a la unidad de “foto-flash” como para emitir el destello de luz. Sin embargo, una vez cargada totalmente el capacitor, este puede suplir la energía a una razón mucho mayor y por lo tanto puede suplir la energía necesaria a la unidad de “foto-flash” para producir el destello de una luz muy brillante. Se le llama capacitancia de un capacitor a la capacidad de un sistema de conductores y aisladores para acumular carga electrica. Si, en un caso dado, una carga Q es mantenida por una diferencia de potencial V, entonces la capacitancia se define como el cociente de V Q . Esto se debe a que cuando los conductores de un capacitor se encuentran totalmente cargados, sus superficies son equipotenciales, es decir, todos los puntos en los conductores se encuentran al mismo potencial eléctrico. Por lo tanto, existe una diferencia de potencial entre los conductores del capacitor. Esta diferencia de potencial la vamos a denotar por V . (NOTA: Aunque en nuestros estudios anteriores se había representado la diferencia de potencial como ∆V, por razones históricas, cuando se refiere a la diferencia de potencial...
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