Informe de laboratorio capacitores en serie y en paralelo Lab Report capacitors in series and parallel Jorge Yesid Sarmiento Sarmiento1, Diego Alejandro Valcarcel1, William Avila1 1
Universidad Santo Tomas Tunja.
Recibido por la profesora Luz Amanda Montes Malagon.
Resumen Realizamos esta experiencia con un montaje básico experimental con el fin de analizar las características de conectar condensadores en serie y en paralelo. Usualmente en este proceso de conectar dos condensadores en serie y en paralelo se utiliza un circuito RCL con condensadores de capacitancia de 100 F y 330 F, un electrómetro, una fuente electrostática de voltaje, cables y un interruptor de doble posición, para el desarrollo de esta experiencia usaremos herramientas teóricas vistas en clases para establecer relación con los datos obtenidos mediante la practica. Palabras claves: condensadores,serie y paralelo, RCL, capacitancia
Abstract We performed this experiment with an experimental basic assembly in order to analyze the characteristics of capacitors connected in series and parallel. Usually in this process of connecting two capacitors in series and parallel RLC circuit using a capacitor with capacitance of 100 F and 330 F, an electrometer, a source of electrostatic voltage cables and a dualposition switch. For the development of theoretical tools we use this experience in order to establish classes for the data obtained through practice Keywords: capacitors in serie and parallel, RLC, capacitance
1. Introducción
el sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo un Faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una diferencia de potencial de un voltio, estas adquieren una carga eléctrica de un culomb
En el siguiente laboratorio, estudiaremos y evaluaremos las condiciones de la organización en serie y en paralelo de los capacitores en un circuito eléctrico, además de determinar la relación entre las cargas y los voltajes de los capacitores correspondientes, calculando de manera experimental el valor del voltaje, y después mediante herramientas teóricas adecuados calcularemos el valor de las cargas.
El valor de la capacitancia viene definido por la siguiente formula:
2. Marco Teórico Un capacitor ó condensador es un dispositivo formando por dos conductores ó armaduras, generalmente en forma de placas o laminas, separados por un material dieléctrico, que sometidos a una diferencia de potencial adquieren una determinada carga eléctrica. A esta propiedad de almacenamiento de carga se le denomina capacitancia, y en
En donde: C: Capacitancia Q1: Carga eléctrica almacenada en la placa 1 V1 – V2: Diferencia de potencial entre la placa 1y la 2 1
Capacitores en serie Capacitores conectados uno después del otro, están conectados en serie. Estos capacitores se pueden reemplazar por un único capacitor que tendrá un valor que será el equivalente de los que están conectados en serie
3. Materiales y Equipo
4 capacitores 1 Protoboard Fuente Cables de conexión
4. Resultados Tabla que registra los datos de voltaje total y el voltaje en los distintos capacitores
Para obtener el valor de este único capacitor equivalente se utiliza la fórmula:
V total VT = V1 + V2 +V3 7,2 9,4 10,8 13,7 15,5
Pero fácilmente se puede hacer un cálculo para cualquier número de capacitores que se conecten en serie con ayuda de la siguiente fórmula:
C3 50V 3,3µF Voltaje en C3 2,2 2,6 2,9 3,7 4
C2 50V 1 µF Voltaje en C2
C1 25V 2,2µF Voltaje en C1 2,4 2,5 3,1 3,9 4,6
2,8 4,4 4,8 6,1 6,6
Tabla 2 registro de los datos de la carga en cada capacitor y la carga total Capacitores en paralelo
Q en C1 x10
El grafico se puede ver si se conectan 4 capacitores en paralelo (los terminales de cada lado de los elementos están conectados a un mismo punto). Para encontrar el capacitor equivalente se utiliza la fórmula:
-6
Q en C2 x10
-6
Q en C3 x10
-6
Q en CT Q = V/(1/Cequiv) x10
1,09 1,14 1,41 1,77 2,09
2,8 4,4 4,8 6,1 6,6
0,67 0,79 0,88 1,12 1,21
-6
4,096 5,35 6,14 7,79 8,82
Voltaje en un circuito en paralelo Voltaje fuente 3,5 5,5 7 10,2 14,8
Fácilmente se puede hacer un cálculo para cualquier número de capacitores con ayuda de la siguiente formula
Voltaje C1
Voltaje C2
3,5 5,5 7 10,2 14,8
Carga en un circuito en paralelo 2
3,55 5,5 7 10,2 14,8
Voltaje C1 3,5 5,5 7 10,2 14,8
6. Conclusiones Q1 = C1V x10-6 11,55 18,15 23,1 33,66 48,84
Q2 = C2V x10-6 7,7 12,1 15,4 22,44 32,56
Q3 = C3V x10-6 3,5 5,5 7 10,2 14,8
Q = VCe x10-6 22,75 35,75 45,5 66,3 96,2
5. Consultas:
Observamos que en los capacitores en serie la suma de sus voltajes es equivalente al voltaje de la fuente generadora En los paralelos cuando activamos la fuente el voltaje obtenido de cada capacitor es igual al otro. Las cargas totales de los circuitos en serie y en paralelo de cada capacitor son casi iguales o se acercan al valor total de la capacitancia
6.1 Referencia bibliográfica
Defina y explique los efectos de los bordes en un condensador
En los bordes de un condensador se presenta la carga y descarga del mismo ya que es por donde recibe la energía que produce la diferencia de potencial recibida Consulte el procedimiento para realizar carga y descarga de un condensador El condensador es un dispositivo que almacena carga eléctrica. En su forma más sencilla, un condensador está formado por dos placas metálicas (armaduras) separadas por una lámina no conductora o dieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa. La botella de Leyden es un condensador simple en el que las dos placas conductoras son finos revestimientos metálicos dentro y fuera del cristal de la botella, que a su vez es el dieléctrico. La magnitud que caracteriza a un condensador es su capacidad, cantidad de carga eléctrica que puede almacenar a una diferencia de potencial determinado. Los condensadores tienen un límite para la carga eléctrica que pueden almacenar, pasado el cual se perforan. Pueden conducir corriente continua durante sólo un instante, aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Esta propiedad los convierte en dispositivos muy útiles cuando debe impedirse que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito eléctrico. Los condensadores de capacidad fija y capacidad variable se utilizan junto con las bobinas, formando circuitos en resonancia, en las radios y otros equipos electrónicos. Además, en los tendidos eléctricos se utilizan grandes condensadores para producir resonancia eléctrica en el cable y permitir la transmisión de más potencia. 3
Sears, Francis W; Zemansky, Mark W; Young, Hugh D. y Freedman
