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BOTELLA DE LEYDEN Córdova L.C. y Lopez C.J. [email protected] ; Tel:65433794 y [email protected] ; Tel:73777466 Turno viernes 17:30-19:00 Curso de electricidad y Magnetismo Universidad Católica Boliviana, Cochabamba, Bolivia.

Resumen En el siguiente experimento observaremos cómo se comporta un dispositivo que permite concentrar pequeñas cargas eléctricas. La cual se carga de manera fácil y no riesgosa, de la misma manera puede descargarse por mediante un descargador en ambos casos, produciendo una chispa azul intenso, decaracterísticas similares a un rayo.se hablara de la construcción y funcionamiento de una botella de Leyden.

Introducción La botella de Leyden es un dispositivo que permite almacenar cargas eléctricas comportándose como un condensador. La varilla metálica y las hojas de estaño o aluminio conforman la armadura interna. La armadura externa está constituida por la capa que cubre la botella. La misma botella actúa como un material dieléctrico (aislante) entre las dos capas del condensador. El nombre de condensador proviene de las ideas del siglo XIX sobre la naturaleza de la carga eléctrica que asimilaban ésta a un fluido que podía almacenarse tras su condensación en un dispositivo adecuado como la botella de Leyden. Se trata de un condensador simple, de placas paralelas, o en otros términos de un"acumulador de carga eléctrica, que puede almacenar cantidades sustanciales de carga. Cuando la botella de Leyden se usa en combinación con alguna máquina de fricción, permite desarrollar cargas muy altas, del orden de kilovoltios.

CAPACIDAD. El campo existente entre las armaduras de un condensador cilíndrico de radio interior a, radio exterior b, y longitud L, cargado con cargas +Q y –Q, respectivamente, se calcula aplicando la ley de Gauss a la región a
Flujo a través de las bases del cilindro: el campo y el vector superficie son perpendiculares, el flujo es cero. Flujo a través de la superficie lateral del cilindro. El campo E es paralelo al vector superficie dS, y el campo es constante en todos los puntos de la superficie lateral, por lo que,

§sE·dS = §sE·dS·cos 0= E§sdS= E·2·π·r·L El flujo total es por tanto:

E·2p rL La carga en el interior de la superficie cerrada vale +Q, que es la carga de la armadura cilíndrica interior. Aplicamos el teorema de Gauss y despejamos el módulo del campo eléctrico

E·2p rL= Q/εo

E = Q/(2p εorL)

Ahora, es fácil demostrar, aplicando el teorema de Gauss que el campo en las regiones rb es nulo. 

En el primer caso, si tomamos una superficie cilíndrica de radio r


En el segundo caso, si tomamos una superficie cilíndrica de radio r rel="nofollow">b y longitud L, la carga total encerrada es +Q-Q=0, es nula, el flujo es cero y el campo es cero.

En la figura, se muestra la representación gráfica del campo E en función de la distancia radial r.

La diferencia de potencial entre las placas del condensador se calcula integrando, (área sombreada de la figura).

V-V'= §baE·dr= Q/(2p εoL)lnb/a La capacidad es:

C = Q/(V-V')= (2p εoL)/ln(a/b) La capacidad solamente depende de la geometría del condensador (radio a y radio b de sus armaduras, y longitud L del condensador)

Si el cilindro interior no está completamente introducido en el exterior, sino solamente una longitud x, la capacidad del condensador será:

C = 2p εox/ln(a/b)

La energía del condensador es

U=0,5CV2

Objetivo: 

Construir una botella de Leyden



Comprobar el funcionamiento de esta

Método Experimental El montaje fue: Se utilizaron los siguientes materiales: 

Una botella



Papel aluminio



Cables o Alambre de cobre

Armado      

Primeramente se hacen pequeñas bolitas de aluminio Se llena la botella de estas bolitas Se forra la botella de papel aluminio Inserta algún material (alambre de cobre) encima de la última bolita de la botella que conecte con el resto de ellas Cargamos la botella (puede ser en la tele) Con otro alambre de cobre hacemos contacto con la parte externa y la parte de arriba de la botella donde se puede observar la chispa

Conclusiones Llegamos a la conclusión de que se pudo realizar el armado y verificar el funcionamiento de una botella de Leyden. Para complementar un poco la parte final del experimento podemos decir que la importancia de los capacitores en el campo de la electricidad es muy grande, pues al tener asociada la propiedad de almacenar energía, podemos portarla de modo que la sustituyamos por las FEM portátiles como las baterías ya que dichos condensadores nos permiten almacenar cantidades enormes de energía en joules y que por eso se nos permita tener más tiempo nuestros dispositivos electrónicos