Laboratorio de capacitores Leyner Arellano1, Kenneth Grecco2, Juan Arias3, Yerel
Molina4
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Programa Técnica Profesional en procesos Metrológicos
Universidad de Cartagena, 01 – 04 – 2020
1larrellanoi@uni... 3kgreccoc@uni... 2jariasp2@uni... 4ymolinab@uni...
Resumen
Para esta práctica se realizó de manera practica la medición de capacitancia de un grupo de
condensadores, se midieron las capacitancias de los condensadores en circuito en serie y
circuito en paralelo.
Introducción
La finalidad de este laboratorio fue de comprobar el valor de capacitancia de algunos
capacitores, obteniendo valores nominales y prácticos. Mediante de circuitos en serie y
paralelos. Un condensador es un dispositivo que contiene dos cargas iguales, pero de
distinto signo separadas por un dielectro. La capacitancia sirve es la capacidad de un
elemento o circuito en almacenar energía en forma de carga eléctrica. Para comprobar la
capacitancia se obtiene la formula (1). Para obtener la capacitancia equivalente de un
circuito en serie se contempla la formula (2). Y para medir la capacitancia equivalente de
un circuito en paralelo se contempla la formula (3).
𝑞
C=𝑣 (1)
1
𝐶𝑒𝑞
1
1
= 𝐶1 + 𝐶2 …
1
𝐶𝑛
(2)
Ceq=C1+C2+…+Cn
Detalles experimentales.
Para la estructura de la prueba se necesitó lo siguiente: 3 capacitores elegidos
aleatoriamente, 3 condensadores, una fuente de poder, multímetro, y cables. Lo primero que
se realizo fue corroborar que la intensidad de potencial suministrada por la fuente fuera de 5
voltios, para esto se comprobó con el multímetro. Se realizaron mediciones individuales de
capacitancia para los distintos condensadores. Luego se estructuro un circuito en serie y se
realizaron las mediciones de la capacitancia en los 3 condensadores. Y por ultimo se
estructuro el circuito en paralelo y se realizaron las medidas de capacitancia de los
condensadores. Para encontrar las cargas individuales se despejo de la formula (1) la
variable carga.
Observación
cuando se conectan capacitores en serie, la capacitancia total disminuye en comparación
con la capacitancia de un solo capacitor
En un circuito de capacitores en serie, si un capacitor falla o se desconecta, todo el circuito
deja de funcionar
Los capacitores tienen una cierta tolerancia, lo que significa que la capacitancia real puede
variar ligeramente del valor nominal
Análisis de Resultados
1-El valor nominal de un capacitor se refiere al valor teórico o nominalmente indicado en la
etiqueta o en la documentación del capacitor, y representa la capacidad que el capacitor
debe tener según su diseño y especificaciones. Por ejemplo, un capacitor con un valor
nominal de 10 microfaradios (uF) se espera que tenga una capacidad de 10 uF.
El valor experimental de un capacitor, por otro lado, se refiere al valor medido de la
capacidad del capacitor en un circuito, utilizando un instrumento de medición como un
multímetro o un capacitómetro. Este valor puede variar de la especificación nominal debido
a tolerancias de fabricación, errores de medición y factores ambientales.
Es importante tener en cuenta que el valor experimental de un capacitor puede ser mayor o
menor que su valor nominal, pero en general, se espera que el valor experimental se acerque
al valor nominal. Si el valor experimental del capacitor difiere significativamente del valor
nominal, puede indicar que el capacitor está defectuoso o que el circuito está funcionando
incorrectamente.
2-Para la conexión en serie de capacitores, la capacitancia equivalente se puede calcular
utilizando la siguiente fórmula:
1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ... + 1/Cn
donde C1, C2, C3, ... y Cn son las capacitancias individuales de cada capacitor en serie, y
Ceq es la capacitancia equivalente de la conexión.
Para la conexión en paralelo de capacitores, la capacitancia equivalente se puede calcular
utilizando la siguiente fórmula:
Ceq = C1 + C2 + C3 + ... + Cn
donde C1, C2, C3, ... y Cn son las capacitancias individuales de cada capacitor en paralelo,
y Ceq es la capacitancia equivalente de la conexión.
Es importante tener en cuenta que la capacitancia equivalente de una conexión en serie será
siempre menor que cualquiera de las capacitancias individuales, mientras que la
capacitancia equivalente de una conexión en paralelo será siempre mayor que cualquiera de
las capacitancias individuales.
3- encontrar las cargas individuales de cada punto es un poco complejo porque existe una
cadena de traspasos de cargas negativas entre capacitores, entonces se supone que las cargas
son iguales para cada punto. Por lo que para resolver esta duda se realiza un escenario
imaginario en el que exista una capacitancia equivalente, que es la suma de las capacitancias
para circuitos en serie. El valor obtenido de las sumas es:
1/Ceq=0.55681x10-9 F
Y su despeje:
Ceq=1.79594x10-9F (valor de capacitancia equivalente)
Desde aca se despeja la carga de la formula (1)
Q=(1.79594x10-9F) (5V)
Q=8.9797x10-9C
4.se considera el mismo escenario del punto pasado y se obtiene.
1
1
1
1
=
+
+
𝐶𝑒𝑞 4𝜇𝐹 6𝜇𝐹 12𝜇𝐹
1
= 0.5𝜇𝐹
𝐶𝑒𝑞
𝐶𝑒𝑞 = 2𝜇𝐹 = 2𝑥10−6 𝐹
Para calcular la Qeq=(2x10-6F) (24V) =4.8x10-5C.
5- para este caso al estar el circuito en paralelo la intensidad de potencial es el mismo para
cada capacitor, por lo que se pueden calcular individualmente las cargas para cada capacitor
despejando q de la formula (1)
Para C1:
Q1=(4x10-6F) (24V)
Q1=9.6x10-5C
Para C2:
Q2=(6x10-6F) (24V)
Q2=1.44x10-4C
Para C3:
Q3=(12x10-6F) (24V)
Q3=2.88x10-4C
Para Ceq se tiene que:
Qeq: (22x10-6F) (24V)
Qeq: 5.28x10-4C
51. Acoplamiento de señales: Los capacitores se utilizan en circuitos electrónicos para
acoplar señales entre diferentes etapas del circuito. En este caso, se colocan en
serie con la señal que se va a transmitir para bloquear cualquier corriente continua
y permitir sólo el paso de la señal alterna. De esta manera, el circuito funciona de
manera más eficiente y se previene el deterioro de las señales.
2. Filtros de corriente: Los capacitores se utilizan para filtrar corrientes en circuitos
electrónicos. Un filtro de capacitores actúa como un cortocircuito para las
corrientes de alta frecuencia y como un circuito abierto para las corrientes de baja
frecuencia. Esto se utiliza para separar una señal de la interferencia de alta
frecuencia o para eliminar el ruido de una señal.
Almacenamiento de energía: Los capacitores pueden almacenar energía eléctrica en
forma de carga eléctrica en sus placas. Esto se utiliza en aplicaciones tales como flash
de cámaras, energía de arranque de motores, fuentes de alimentación de conmutación
y muchos otros dispositivos electrónicos. Cuando se necesita energía, el capacitor
libera la carga almacenada en forma de corriente eléctrica.
Conclusiones :
Pudimos observar el comportamiento de los capacitores tanto en serie como en paralelo,
vimos los valores que se daban en cada capacitor y se comparo el valor que daba en el
multímetro con el que decía en cada capacitor esto con el fin de calcular el error
exponencial de cada capacitor.
Bibliografia :
http://dcb.fic.unam.mx/CoordinacionesAcademicas/FisicaQuimica/ElectricidadMagnetismo/EyM_2017
-1_Pract06.pdf
https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ve
d=2ahUKEwjH9PeynY_AhUEQzABHcBQCzcQFnoECB8QAQ&url=https%3A%2F%2Funicrom.com%2Fcondensad
ores-capacitores-serie-paralelo%2F&usg=AOvVaw29Waru7hLiQh1x7q0emZYQ