Práctico 1: Capacitores en Paralelos

Objetivos: Analizar la carga eléctrica y la energía eléctrica de un par de condensadores.

Identificar el tipo de sistemas compuestos por dos condensadores.

Determinar si la suma de las cargas en cada uno de los capacitores q1 + q2 es igual a la carga inicial a través de la carga y de la conservación de la energía, (la energía almacenado inicialmente por el capacitor uno debe ser igual a la suma de las energías almacenadas por cada capacitores).

Comprobar que la diferencia de potencial entre las placas en directamente proporcional a las cargas entre ellos.

Comprobar si mientras se mantiene aislado un capacitor la carga en el es constante.

Materiales:Placas 2

Capacitores 2

Soporte 1

Conductores 4

Voltímetro 1

Fuente 1

Porta capacitores 2

PROCEDIMIENTO:

Cargue el capacitor de capacitancia C1 aplicando un voltaje constante y mida con un voltímetro ese voltaje V1.

Retire la fuente de voltaje y conecte el otro capacitor de capacitancia C2 en paralelo con C1, mediante un conductor, mida con el voltímetro la nueva diferencia de potencial Vf entre los extremos de los capacitores.

La medida de los voltajes debe hacerse rápidamente en cada caso, dado que los capacitores se descargarán a través del voltímetro que posee una resistencia interna grande; en todos los casos tomarán los voltajes iníciales máximos.

Antes de repetir la experiencia para verificar sus resultados, deben descargarse los capacitores, para lo cual alcanza con cortocircuitar sus terminales (para ellos se unen los terminales con un conductor).

SE DEBE VERIFICAR: 1) CONSERVACIÓN DE LA CARGA ------------= q= q1 + q2 debe plantear: q1=

C1.V1 y q1+q2 = (C1+ C2).(VF.VF)2) CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA: U1= U1+U2--------------Planteo Ui =

(½ .C1.Vf) y U1+U2=(C1+C2).(VF.VF)

FUNDAMENTO TEORICO Se llama capacitor a un dispositivo que almacena carga

eléctrica. El capacitor está formado por dos conductores

próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal

modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero

con signos contrarios.

En su forma más sencilla, un capacitor está formado por

dos placas metálicas o armaduras paralelas, de la misma

superficie y encaradas, 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. Por su parte, teniendo una de las

placas cargada negativamente (Q-) y la otra positivamente

(Q+) sus cargas son iguales y la carga neta del sistema es

0, sin embargo, se dice que el capacitor se encuentra

cargado con una carga Q.

Los capacitores pueden conducir corriente continua durante

sólo un instante (por lo cual podemos decir que los

capacitores, para las señales continuas, es como un

cortocircuito), aunque funcionan bien como conductores en

circuitos de corriente alterna. Es por esta propiedad lo

convierte en dispositivos muy útiles cuando se debe

impedir que la corriente continua entre a determinada parte

de un circuito eléctrico, pero si queremos que pase la

alterna.

Los capacitores 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 capacitores para producir resonancia eléctrica en

el cable y permitir la transmisión de más potencia.

Además son utilizados en: Ventiladores, motores de Aire

Acondicionado, en Iluminación, Refrigeración,

Compresores, Bombas de Agua y Motores de Corriente

Alterna, por la propiedad antes explicada.

Los capacitores se fabrican en gran variedad de formas y

se pueden mandar a hacer de acuerdo a las necesidades

de cada uno. El aire, la mica, la cerámica, el papel, el

aceite y el vacío se usan como dieléctricos, según la

utilidad que se pretenda dar al dispositivo. Pueden estar

encapsulados en baquelita con válvula de seguridad,

sellados, resistentes a la humedad, polvo, aceite; con

terminales para conector hembra y/o soldadura. También

existen los capacitores de Marcha o Mantenimiento los

cuales están encapsulados en metal. Generalmente, todos

los Capacitores son secos, esto quiere decir que son

fabricados con cintas de plástico metalizado, auto

regenerativos, encapsulados en plástico para mejor

aislamiento eléctrico, de alta estabilidad térmica y

resistente a la humedad.

VOLTÍMETRO:

Instrumento para medir la diferencia de potencial entre los

puntos de un circuito eléctrico al que se conecta. El

principio de funcionamiento es similar al de un

amperímetro; sin embargo, el voltímetro se conecta en

paralelo, mientras que el amperímetro debe conectarse en

serie.

En los comienzos del automovilismo, ambos instrumentos

se consideraban de utilidad para el conductor. Tras un

largo período de supremacía del amperímetro, hacia finales

de los años sesenta se volvió a dar mayor importancia al

voltímetro como instrumento de control del generador y de

la batería. En efecto, mientras que el amperímetro tan sólo

da una indicación acerca de la funcionalidad del generador

por medio de la corriente absorbida por la batería, el

voltímetro valora el estado de carga de la batería con el

motor parado y también en funcionamiento.

Cálculos: Energía en un capacitor

AV=T-----------------------Corresponde con la energía potencial eléctrico (U)= U=AV.S

2

U= ½ AV . q

U=1/2.AV.C.AV

La diferencia de potencial va a ser menor.

U=1/2.C.AV°2

TABLAS V fuente c1 (uf) Vi (v) C2 (uf) Vf (v) c1+c2 (uf)3 1000 2,96 470 2,02 14706 1000 5,98 470 4,06 14709 1000 8,93 470 6,11 147012 1000 11,98 470 8,16 1470

V fuente Qi (UC) Qf (uc) Uei (J) Uef (J)3 2,96E-3 2,97 4,38 2,996 5,98E-3 5,97 17,88 12,119 8,93E-3 8,99 39,87 27,4412 11,9-3 12 71,76 48,9

VF (V) e % (Q) e%(U)

3 0,3 31,7

6 1,7 32,3

9 0,6 31,3

12 0,8 31,8

Graficas:

Diferencia de voltaje de la fuente con respecto a voltajes iníciales y finales.

Eje de las y: Voltaje de la fuente

Eje de las x: _Rojo voltaje inicial

_ Azul voltaje final

Voltaje de la fuente con respecto a la cargas iníciales y cagas finales.

Eje de la x: Voltaje de la fuente

Y: Carga inicial rojo

Carga final azul

Conclusiones : Se comprobó que se conserva la carga ya que la q1= 2,96E-3C y la q2=2,97E-3C y se puede decir que el porcentaje de conservación nos dio 99,17 % (Se aproxima mucho al porcentaje tomado como máximo 100%)

Se puede decir que no se conserva la energía ya que Vi =4, 38E-3J y Vf =2,99E-3J y se puede visualizar eso mediante el porcentaje calculado el cual fue 66, 70 %