práctico 1
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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 %
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