• Author / Uploaded
• Javier Pulido Villanueva

• Categories
• Condensador
• voltaje
• Cantidad
• Ingenieria Eléctrica
• Cantidades fisicas

Citation preview

GUÍA CAPACITORES EN SERIE Y EN PARALELO LABORATORIO DE FÍSICA ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

Código: GAM2-45 Versión: 1 Fecha: Septiembre 2011

1. OBJETIVO Observar el comportamiento de tres capacitores conectados en paralelo, el comportamiento de tres capacitores conectados en serie, medir las diferencias de potencial en una conexión de capacitores y comprobar el principio de conservación de la carga.

2. ALCANCE Aplica para la práctica N°5 del laboratorio de física en Electricidad y Magnetismo, con relación al tema de capacitores en serie y en paralelo.

3. MATERIALES     

Una fuente de poder DC Capacitores electrolíticos Un multímetro digital Cables de conexión Una Protoboard

4. SISTEMA El sistema consiste en armar dos configuraciones diferentes de tres capacitores C1, C2, C3, en paralelo y después en serie (ver figuras 1 y 2) y observar que sucede con las diferencias de potencial medidas en cada capacitor una vez se ha conectado el capacitor C1 a la fuente para cargarlo y conectarlo a los otros dos capacitores C2 y C3 los cuales están descargados inicialmente y dispuestos en serie o paralelo.

Figura 1 capacitores en paralelo

5. MODELO TEÓRICO 

Capacitores en serie

Figura 2 capacitores en serie

Llamemos V1, V2 y V3 a las diferencias de potencial en los capacitares. Si C1, C2 y C3 son sus respectivas capacitancias tenemos que:

Por tanto la suma total de las diferencias de potencial es:

(

)

El sistema se puede sustituir por un solo capacitor cuya capacitancia Ceq satisface la relación consiguiente:

V = Q/ Ceq

Por

(Ecuación 1)

La ecuación 1 da la capacitancia equivalente para una disposición de capacitares en serie. 

Capacitares en paralelo

De acuerdo con la figura 1 todas las placas positivas se conectan a un punto común, y las negativas se conectan a otro punto común, de modo que la diferencia de potencial es la misma para todos los capacitares. En consecuencia si las cargas son Q1, Q2 y Q3, debe cumplirse que:

La carga total del sistema es:

(

)

Ecuación 2)

El sistema puede reemplazarse por un capacitor equivalente único cuya capacitancia Ceq satisfaga la relación Q = CeqV. Por tanto se obtiene:

(Ecuación 3) 6. TOMA DE DATOS Y PRECAUCIONES 6.1.

6.2. 6.3.

6.4.

Cargue el condensador C1 con ayuda de la fuente colocada en 10 voltios DC y luego arme rápidamente el circuito de la figura 1. Mida los diferentes valores de voltaje VAB, VCD y VEF con ayuda del voltímetro. Anote sus resultados para los diferentes voltajes en una tabla de datos. Recuerde que cuando cargue el condensador C1 no debe demorar más de 4 segundos conectado a la fuente pues de lo contrario puede explotar. Repita el procedimiento del numeral anterior dos veces mas y anote sus resultados en la tabla de datos. De nuevo cargue el condensador C1 con la fuente, adiciónelo a los dos condensadores C2 y C3 conectados en serie, y mida las diferencias de potencial en cada condensador con ayuda del voltímetro llevando estos resultados a una nueva tabla de datos. Repita el procedimiento del numeral 3 dos veces más y anote sus resultados en su nueva tabla de datos.

Guía Capacitores en Serie y en Paralelo Laboratorio de Física Electricidad y Magnetismo GAM2-45-V1 Septiembre 2011

Página 2 de 3

6.5.

6.6. 6.7. 6.8.

6.9. 6.10.

Conecte la fuente a un circuito en serie con los tres condensadores, durante aproximadamente cinco (5) segundos, desconecte la fuente y mida el voltaje en cada capacitor registrándolo en su tabla de datos. Recuerde medir el voltaje total del circuito. Repita el procedimiento del numeral 5 dos veces más y anote sus resultados en su nueva tabla de datos. Con base en los resultados de los numerales 1 y 2 ¿qué se puede decir con respecto a las diferencias de potencial obtenidas? Determine el valor de la capacitancia equivalente en su circuito y calcule la carga Q. Con base en los resultados de los numerales 3 y 4 ¿qué se puede decir con respecto a las diferencias de potencial obtenidas? Compruebe la conservación de la energía en su circuito y determine la capacitancia equivalente del sistema conformado por C2 y C3. Con base en los resultados de los numerales 5 y 6 ¿qué se puede decir con respecto a las diferencias de potencial obtenidas? Determine el valor de la capacitancia equivalente en su circuito y calcule la carga Q. Realice el informe respectivo y anote sus tres conclusiones de la práctica.

7. BIBLIOGRAFÍA    

Raymond A. Serway; Física vol. II, Mc Graw-Hill. W. Edward Gettys-Frederick J. Keller-Malcolm J. Skove; Física Clásica y Moderna; Mc Graw-Hill/Interamericana de España S.A., 1991 Francis W. Sears-Mark W. Zemansky; Física, Addison-Wesley Publishing Co., D. C. Baird, Experimentation; An Introduction to Measurement Theory and Experiment Design; Prentice Hall, Mexico 1991 John R. Taylor; An Introduction to Error Analysis; University Science Books, 1982

Revisó: Dora Ospina Fecha: Septiembre 2011

Aprobó: José Antonio Carvajal Lombana/ Wilson Andrés Restrepo Fecha: Septiembre 2011

Guía Capacitores en Serie y en Paralelo Laboratorio de Física Electricidad y Magnetismo GAM2-45-V1 Septiembre 2011

Página 3 de 3