Jóvenes a la Investigación 2009 - CNyN - UNAM
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Jóvenes a <strong>la</strong> Investigación <strong>2009</strong> 1415 de junio – 3 de julio del <strong>2009</strong>Caracterización de Condensadores LinealesAmelia Luna Puente 1 , Jesús L. Heiras 21 Universidad Autónoma de Baja California2 Centro de Ciencias de <strong>la</strong> Materia Condensada, Universidad Nacional Autónoma de MéxicoLos condensadores están presentes en casi todos los aspectos de <strong>la</strong> vida. Se utilizanpara producir campos eléctricos, son elementos que forman parte de prácticamente todos loscircuitos eléctricos y también se usan para transformar y recibir señales de radio y TV. Enmemorias para computadoras se usa uno por cada bit, de manera que una memora de 2GBytes tendrá 16 mil millones de condensadores. Existen condensadores lineales y nolineales;los condensadores lineales son aquellos en que su re<strong>la</strong>ción carga - voltaje es <strong>la</strong>ecuación de una línea recta con pendiente C (valor de <strong>la</strong> capacitancia). La fabricación decondensadores es una industria próspera y muy activa que utiliza tecnología de punta.En este experimento se instaló el equipo “Radiant EDU”, una unidad de <strong>la</strong>boratorioque consiste en un generador de onda, un electrómetro, y un osciloscopio integrados en unaso<strong>la</strong> unidad y contro<strong>la</strong>da por un microprocesador que recibe órdenes de una computadora através de comunicaciones USB. La primera fase del proyecto consistió en familiarizarse con<strong>la</strong>s capacidades y el funcionamiento del equipo haciendo medidas de un condensadorferroeléctrico (altamente no lineal). Posteriormente se fabricó un condensador a partir conuna tarjeta de circuito impreso: una p<strong>la</strong>ca de fenólico <strong>la</strong>minado FR4 con revestimiento de Cupor ambos <strong>la</strong>dos. A <strong>la</strong>s tapas conductoras se soldaron a<strong>la</strong>mbres para conectarlo al equipo. Elexperimento se configura suministrando los datos del condensador (área y espesor), así comoel voltaje máximo y el periodo de <strong>la</strong> señal por aplicarse. Se graficó Po<strong>la</strong>rización vs. Voltaje yCapacitancia vs. Voltaje, para así obtener mediante y análisis de gráficas <strong>la</strong> capacitanciaresultante. Se utilizaron valores del periodo de 10 milisegundos, 100 milisegundos y 1segundo, con objeto de observar el efecto del ruido sobre <strong>la</strong> medida. Las medidas inicialesmostraron señales con mucho ruido por lo que se optó en usar una “Caja de Faraday” paraeliminarlo; <strong>la</strong> señal seguía siendo ruidosa por lo que <strong>la</strong> Caja de Faraday se forró con pape<strong>la</strong>luminio. También se midieron varios condensadores cerámicos comerciales. Las medicionesse comparan para cada una de <strong>la</strong>s condiciones experimentales. Los resultados se discutirán yanalizarán en detalle. Se concluye que es sobresaliente que se pueda obtener el valor de <strong>la</strong>capacitancia en una medida que a primera vista es sumamente ruidosa. Además, en losexperimentos se observa c<strong>la</strong>ramente como algunas medidas son artificios y no tienen nadaque ver con <strong>la</strong>s supuestas características ferroeléctricas de <strong>la</strong>s muestras.Se agradece el apoyo a el proyecto PAPIME PE100409 y al Dr. Jesús L. Heiras, por el apoyo y <strong>la</strong> pacienciabrindada.Bibliografía:*Physics and theory of ferroelectric (Radiant EDU)*Experiments of Radiant Edu*Simple Capacitance (Radiant EDU)Centro de Nanociencias y Nanotecnología de <strong>la</strong> <strong>UNAM</strong>Ensenada, BC, México