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DETERMINAR LA CAPACITANCIA DE UN
CONDENSADOR
¾ OBJETIVOS:
9 Comprobar el valor del condensador dado sus valores nominales.
9 Tener cuidado con los instrumentos y equipos de laboratorio, por el valor
de su magnitud.
¾ FUNDAMENTO TEORICO:
™ Capacitancia.Se define como la razón entre la magnitud de la carga de cualquiera de
los conductores y la magnitud de la diferencia de potencial entre ellos.
La capacitancia siempre es una cantidad positiva y puesto que la diferencia de
potencial aumenta a medida que la carga almacenada se incrementa, la
proporción “ Q / V ” es constante para un capacitor dado. En consecuencia la
capacitancia de un dispositivo es una medida de su capacidad para almacenar
carga y energía potencial eléctrica.
CAPACITANCIA = 1F = 1 C
™ Condensador:
Son dispositivos que almacenan cargas eléctricas; se dice que dos cuerpos
forman un condensador cuando entre ellos existe un campo eléctrico. En general
un condensador se compone esencialmente de dos conductores (armaduras)
aislados y separados por un dieléctrico (aislador. Pueden conducir c.c durante
un instante, aunque funcionan bien como conductores en circuitos de c.a.; esta
propiedad los convierte en dispositivos muy útiles para impedir que la c.c entre a
determinada parte de un circuito eléctrico. Los condensadores de capacidad fija
y variable se usan con las bobinas, formando circuitos en resonancia en radios y
otros equipos eléctricos.
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Laboratorio de Análisis de Circuitos Eléctricos 2
Informe 4: Capacitancia de un condensador
9 Tipos de condensadores:
- Placas paralelas.- Consiste básicamente en dos placas puestas en paralelo,
una de la otra, y a la vez separadas por un material aislante sea este aire o
vació. Si bien los más primitivos se hacían con placas de metal sólidas, los
modernos son hechos con hojas metálicas particularmente de aluminio.
-Electrolíticos.- Se hacen de formas y tamaños sumamente variables, con
recipientes de cartón o metálicos y distintos tipos de terminales.
Son empleados para capacidades superiores a 1mfd. A diferencia de otros
condensadores este está polarizado y si se conecta mal se rompe y hace corto
circuito.
-Variables.- Un tipo especial es el de mica que tiene una capacidad inferior a
500 mmf. , Consiste en dos placas separadas por una lámina de mica. Para
acerca las placas se utilizan un tornillo; ajustando este tornillo se modifica la
capacitancia del condensador. Esta clase de condensador se construye a veces
adentro de un condensador variable de aire más grande, para usar en paralelo
con el capacitor variable más grande y ofrecer un ajuste de capacitancia más
exacto.
™ Algunas referencias de condensadores.9 Condensador de Mica (electrodos de banho de prata)
Tolerancia: ± 0.5 pF
1% (>56 pF)
Tensión Máx.: 500 V d.c.
Gama Temp.: -40 ºC a 85 ºC
9 Condensador de Papel
Tolerancia: ± 20%
Tensión Máx.: 250 V a.c. 630 V d.c.
9 Condensador de Policarbonato (película)
Tolerancia: ± 5%
Resistencia Isol.: 100 Gð
9 Condensador Cerámico (Placa)
Tolerancia: 0.25 pF (<10pF) ± 2% (≥ 10 pF)
Resistencia Isol.: 10 Gð
Tensión Máx.: 100 a 400 V
Gama Temp.: -40 ºC a 85 ºC
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Informe 4: Capacitancia de un condensador
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Carga y descarga de un condensador:
Cuando al condensador le aplicamos una diferencia de potencial este se carga,
ya que al no estar las dos placas metálicas unidas entre sí directamente, sino
por medio de una batería o pila, cada una de las placas se cargará con
electricidad positiva o negativa, ya que una de las placas cederá electrones para
que la otra los gane.
9 Carga del condensador: las armaduras de un condensador cuando se
conectan a los polos de un generador de c.c, adquieren cargas iguales y de
signo contrario, diciéndose entonces que el condensador está cargado.
La carga se debe a un flujo de electrones que va hacia una de las placas desde
la otra, dando por resultado una placa con carga negativa y otra con carga
positiva.
Este proceso no es instantáneo sino que se va realizando paulatinamente,
dependiendo la mayor o menor rapidez del mismo de la capacidad del
condensador y de la resistencia del circuito.
9 Descarga del condensador: se lleva a cabo cuando un flujo de electrones
desde la placa de un condensador con cargo negativa va hacia la placa con
carga positiva, eliminando así las cargas en las placas.
¾ PARTE EXPERIMENTAL:
EQUIPOS E INSTRUMENTOS.-
9 Fuente de alimentación de c.a. variable
9 Multitester
9 Voltímetro c.a.
9 Amperímetro c.a.
9 Capacito a medirse (condensador)
9 Cables
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Informe 4: Capacitancia de un condensador
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DESARROLLO DEL EXPERIMENTO.Primero armaremos nuestro circuito de la siguiente manera, como nos indica la
grafica:
Luego aplicándole tensión al circuito, tendremos las respectivas lecturas del
amperímetro y del voltímetro, la cual anotaremos en nuestra tabla para hacer los
cálculos respectivos de la capacitancia.
CASO 1:
voltaje (c.a.)
60
120
180
intensidad (A)
0.242
0.5
0.74
f (Hertz)
60
60
60
Xc
247.934
240
243.243
C (uF)
10.7
11.1
10.9
™ C promedio = 10.9 uF.
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Informe 4: Capacitancia de un condensador
CASO 2:
voltaje (c.a.)
120
180
200
240
intensidad (A)
0.1
0.158
0.17
0.21
f (Hertz)
60
60
60
60
Xc
1200
1139.241
1176.471
1142.857
C (uF)
2.21
2.24
2.26
2.23
™ C promedio = 2.2 uF
CASO 3:
Un tablero de condensadores (C 13)
voltaje (c.a.)
100
150
200
250
intensidad (A)
0.118
0.168
0.23
0.29
f (Hertz)
60
60
60
60
Xc
847.458
892.857
869.565
862.069
C (uF)
3.13
2.97
3.05
3.08
™ C promedio = 3.1 uF
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Informe 4: Capacitancia de un condensador
CASO
O 4:
Un
n tablero de
e condenssadores (C 12)
volta
aje (c.a.)
150
200
250
300
intensidad
d (A)
0.12
0.148
8
0.195
5
0.23
f (Hertz)
60
60
60
60
Xc
1250
0
1351.35
1282.05
1304.35
C (uF)
2.12
1.96
2.07
2.03
™ C promed
dio = 2.1 uF
u
¾ CUESTIO
C
NARIO:
ecta la cap
pacitancia en
e la corrie
ente altern
na.
1. Como afe
En CA
A, un cond
densador ideal ofrece
e una resistencia al paso de la
a corriente
e que
recibe
e el nomb
bre de rea
actancia ca
apacitiva, Xc cuyo valor vien
ne dado por la
inverssa del prod
ducto de la pulsación (
c
) por la capacidad,
C:
Si la pulsación se expressa en radia
anes por segundo
s
(rad/s) y la
a capacida
ad en
a resultará en
faradios (F), la reactancia
ohmio
os.
Al con
nectar una
a CA seno
oidal v(t) a un
conde
ensador circulará
c
u
una
corrie
ente
i(t), ta
ambién senoidal, que lo carga
ará,
originando en su
us bornes una caída
a de
tensió
ón, -vc(t), cuyo va
alor absolluto
puede
e demostra
ase que es
e igual al de
v(t). Al
A decir qu
ue por el condensador
"circula" una corriente
e, se de
ebe
puntualizar que
e, en rea
alidad, diccha
corrie
ente
nunca
atrraviesa
su
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Informe 4: Ca
apacitanciia de un condensa
c
dor
6
dielécctrico. Lo que
q sucede
e es que el
e condens
sador se carga
c
y desscarga al ritmo
de la frecuencia
a de v(t), por lo que
e la corrien
nte circula externam
mente entre
e sus
armad
duras.
El fe
enómeno físico del
d
compo
ortamiento
o del
conde
ensador en
n CA se pu
uede observar en la figura
dereccha. Entre los 0º y loss 90º i(t) va
v disminuy
yendo
desde
e su valor máximo positivo a medida
a que
aume
enta su ten
nsión de carga vc(t),, llegando a ser
nula cuando
c
alccanza el va
alor máxim
mo negativo
o a los
90º, puesto
p
qu
ue la sum
ma de tensiones es
s cero
(vc(t)+
+ v(t) = 0) en ese mo
omento. En
ntre los 90ºº y los
180º v(t)
v dismin
nuye, y el condensador comie
enza a
desca
argarse, diisminuyend
do por lo tanto vc(t). En
los 180º
1
el condensad
c
dor está completam
mente
desca
argado, alcanzando
o i(t) su valor máximo
negattivo. De loss 180º a loss 360º el ra
azonamien
nto es simiilar al anterior.
2. Definir la reactancia
a capacitivva y enunciar la formu
ula.
3. Explicar dos
d diferen
ncias de la
a inductancia y la cap
pacitancia.
4. Cuáles so
on los tress factores que
q determ
minan la ca
aracterística
a de un
capacitorr.
9 Factores
s que afec
ctan la cap
pacidad:
a) La superficie de las placas: es un factor imp
portantísim
mo para detterminar la
a
dad de cap
pacitancia, puesto que la capac
cidad varía
a en proporrción directta
cantid
con la
a superficie
e de las pla
acas. De este
e
modo el aumento
o de la sup
perficie de la
placa incrementta la capaccitancia, mientras que
e su disminución la h
hace merm
mar.
ayor superrficie de pla
aca aumen
nta la capa
acidad.
La ma
b) La distancia entre
e
las placas: el efecto
e
que
tiene dos cuerpo
os cargado
os entre ellos
depen
nde de la distancia
d
que los sep
para
.Como
o la acción
n de capaccitancia dep
pende de
2 placcas y de la dif. De sus cargas, la
l
capaccidad varía
a cuando se modifica
a la
distan
ncia entre las
l placas..
La capacidad de
e 2 placas aumenta a medida
que la
as placas se
s acercan
n y disminu
uye
cuand
do se aleja
an.
C) Ca
ambiando el
e material dieléctrico
o: la capac
cidad se mo
odificara si se utilizan
n
como dieléctrico
os materialles distinto
os. El efectto de los diistintos ma
ateriales, es
e
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Informe 4: Ca
apacitanciia de un condensa
c
dor
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comparable al del aire, o sea que si un condensador tiene una capacitancia dada
cuando se utiliza aire como dieléctrico, otros materiales, en vez de aire,
multiplicaran la capacidad en cierta medida. A esta medida se le denomina:
constante dieléctrica.
5. Por que se dice que los capacitores bloquean la corriente continua o
directa.
Este capacitor (condensador) se utiliza para bloquear la corriente continua que
pudiera venir de la señal de entrada. Este capacitor actúa como un circuito
abierto para la corriente continua y un corto circuito para la corriente alterna (la
que se desea amplificar).
Estos capacitores no se comportan tan perfectamente en la realidad, pero se
acercan bastante, pudiendo suponerse como ideales.
El dieléctrico más utilizado para estos fines es el polipropileno y el
policarbonato.
6. Que es el movimiento angular y como se expresa.
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¾ BIBLIOGRAFIA
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