Construcción del capacitor
- Jairo G. Yumbla Romero
Tema del Proyecto: Construcción de un capacitor de placas paralelas. Objetivo: Diseñar, Calcular, Construir un capacitor de placas paralelas y comprobar su correcto funcionamiento (carga y descarga). Marco Teórico:
Capacitores Los capacitores son dispositivos que almacenan cargas eléctricas; se dice que dos cuerpos forman un capacitor cuando entre ellos existe un campo eléctrico. En general un capacitor se compone esencialmente de dos conductores (armaduras) aislados y separados por un dieléctrico (aislador). Pueden conducir cc durante un instante, aunque funcionan bien como conductores en circuitos de ca; esta propiedad los convierte en dispositivos muy útiles para impedir que la cc entre a determinada parte de un circuito eléctrico. Los capacitores de capacidad fija y variable se usan con las bobinas, formando circuitos en resonancia en radios y otros equipos eléctricos. eléctricos. Los capacitores se fabrican en gran variedad de formas y se pueden hacer de acuerdo a las necesidades de cada uno. El aire, la mica, la cerámica, el papel, el aceite y el vacío se usan como dieléctricos, según la utilidad que se pretenda dar al dispositivo. Pueden estar encapsulados en baquelita con válvula de seguridad, sellados, resistentes a la humedad, polvo, aceite; con terminales para conector hembra y/o soldadura. También existen los capacitores de Marcha o Mantenimiento los cuales están encapsulados en metal. Generalmente, todos los Capacitores son secos, esto quiere decir que son fabricados con cintas de plástico metalizado, auto regenerativos, encapsulados en plástico para mejor aislamiento eléctrico, de alta estabilidad térmica y resistente a la humedad. Un condensador de placas paralelas consiste básicamente en dos placas puestas en paralelo, una de la otra, y a la vez separadas por un material aislante sea este aire o vació. Si bien los más primitivos se hacían con placas de metal sólidas, los modernos son hechos con hojas metálicas particularmente particularmente de aluminio.
Capacitancia o capacidad eléctrica: La capacidad eléctrica es la relación constante entre la carga eléctrica que recibe un conductor y el potencial p otencial que adquiere. La capacidad de un condensador se mide en faradios y viene expresada por la fórmula: C=
ε
A d
Donde Q es la carga (en culombios) de uno de los dos conductores, y V es la diferencia de potencial (en voltios) entre ambos. La capacidad depende sólo de la superficie de los conductores y del espesor y la naturaleza del dieléctrico del condensador.
*Factores que afectan la capacidad a) La superficie de las placas: es un factor importantísimo para determinar la cantidad de capacitancia, puesto que la capacidad varía en proporción directa con la superficie de las placas. De este modo el aumento de la superficie de la placa incrementa la capacitancia, mientras que su disminución la hace mermar. La mayor superficie de placa aumenta la capacidad. b) La distancia entre las placas: el efecto que tiene dos cuerpos cargados entre ellos depende de la distancia que los separa. Como la acción de capacitancia depende de 2 placas y de la distancia de sus cargas, la capacidad varia cuando se modifica la distancia entre las placas. La capacidad de 2 placas aumenta a medida que las placas se acercan y disminuye cuando se alejan. c) Cambiando el material dieléctrico: la capacidad se modificara si se utilizan como dieléctricos materiales distintos. El efecto de los distintos materiales, es comparable al del aire, o sea que si un condensador tiene una capacitancia dada cuando se utiliza aire como dieléctrico, otros materiales, en vez de aire, multiplicaran la capacidad en cierta medida. A esta medida se le denomina: constante dieléctrica.
Detalles Constructivos: Para crear nuestro capacitor o condensador lo que se hizo fue primero comprar papel de aluminio de cocina, 6 hojas de papel ministro, rollo de cinta aislante y cable de teléfono normal. Al tener nuestros materiales lo que se hizo fue cortar 2 pedazos de 84x30cm de aluminio, unir las hojas de papel ministro de 2 en 2, generando más o menos un capa dieléctrica de 90x35cm se hizo tres capas dieléctricas de la misma medida, al tener ya las capas de dieléctricos y las capas conductoras lo que se hizo a continuación es pegar con cinta aislante un cable en cada capa conductora después de realizar esto se hizo una prueba de continuidad con el multímetro para asegurarnos que el cable está haciendo contacto con la capa conductora al darnos positivo esta prueba se prosiguió ya con el armado del condensador que fue en poner una capa dieléctrica, encima de esta una capa conductora, sobre esta otra capa dieléctrica, sobre esta la segundo capa conductora y por ultimo otra capa dieléctrica. Continuamos con el doblado de este se dobló 5 veces para obtener rectángulos después de esto se empezó a enrollar para el ultimo quedarnos con un modelo muy parecido a un cilindro.
Observaciones: Como observación podemos concluir que mientras más doblábamos nuestras área la capacidad del condensador aumentaba. Las mediciones que nos dio los cálculos con la que nos entregó el multímetro tiene un margen de error ya que en los cálculos no podemos calcular el volumen de aire que hace como dieléctrico en nuestro condensador se sabe que su permitividad es 1,00059 en un área no muy irregular.
Conclusiones: Durante el armado del capacitor hemos sido testigos de cómo es su funcionamiento y en grupo hemos llegado a las siguientes conclusiones:
La capacitancia de un condensador depende de cual sea la distancia que separa las placas paralelas conductoras. Mientras más se doblaba el área del capacitor su capacitancia aumentaba; esto quiere decir que si se disminuye la distancia entre cada conductor aumenta la capacidad de almacenamiento de carga.
Referencias: Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2004). Física II. México DF: Thompson Learning. Young, H., & Freedman, R. (2009). Física universitaria, con física moderna volumen 2. (Segunda ed., Vol. II). (R. Fuerte Rivera, Ed., & J. ENRÍQUEZ BRITO, Trad.) Mexico, Mexico: PEARSON EDUCACIÓN.
