Guía de práctica virtual EM1: Factores que afectan la capacitancia

Factores que afectan la capacitancia

Objetivos: Estudiar, mediante experimentos simulados, la influencia de la variación de algunos parámetros sobre la capacitancia de un capacitor.

Instrucciones:

1.     Ingrese a la página Web¹:

http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/capacitance/index.html

 Allí encontrará el simulador de un capacitor, que se muestra en la figura adjunta. Familiarícese con ese simulador. Observe que se trata de un capacitor de placas planas y paralelas de área A (en m²), separadas por  una capa de dieléctrico de espesor d (en m). El dieléctrico está caracterizado por su constante dieléctrica K, que es adimensional. La capacitancia C se mide en picofaradios (pF).  “Juegue” con los controles para comprender su uso.

2.     Una vez familiarizado con el simulador, seleccione un valor de A y otro de d, y manténgalos fijos (anótelos). Note que al cambiar el dieléctrico, varía K y también la capacitancia C. Estamos interesados en investigar cómo están relacionados matemáticamente K y C. Accionando el control del dieléctrico, seleccione los cuatro valores de K y anote  los valores correspondientes de C.

Registre esos valores en una tabla  K-C, como la tabla 1 indicada.

3.     Efectúe una cuidadosa gráfica de C vs K. Se le sugiere utilizar un programa graficador como el conseguirá en la página²:

http://nces.ed.gov/nceskids/graphing/classic/line_data.asp

Puede utilizar también el graficador³:

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/regresion/regresion.htm

Analice la curva resultante y obtenga la ecuación correspondiente, la cual determina la relación entre C y K. Obtenga sus conclusiones.

4.     Seleccione un valor de K y otro de d, y manténgalos fijos (anótelos). Accionando el control del área, seleccione los cuatro valores de A y anote  los valores correspondientes de C. Registre esos valores en una tabla A-C, como la tabla 2 indicada.

Efectúe una cuidadosa gráfica de C vs A. Analice la curva resultante y obtenga la ecuación correspondiente, la cual determina la relación entre C y A. Obtenga sus conclusiones.

5.     Seleccione un valor de K y otro de A, y manténgalos fijos (anótelos). Varíe d y confeccione una tabla como la 3. Efectúe una gráfica de C vs d y otra de C vs 1/d. Analice las curvas resultantes y obtenga la ecuación que determina la relación entre C y d. Obtenga sus conclusiones.

6.     Elabore su informe de acuerdo al formato establecido.

Tabla 1

d=
A=
K	1.0	3.5	4.8	5.4
C (pF)

Tabla 2

d=
K=
A (m2)	0.02	0.04	0.08	0.10
C (pF)

Tabla 3

A=
K=
d (m)
C (pF)

Referencias:

1.  Molecular Expressions:
    http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/capacitance/index.html
2. National Center for Education Statistics:
    http://nces.ed.gov/nceskids/graphing/classic/line_data.asp
3. Franco García A:
    http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/regresion/regresion.htm

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