Circuitos de CA-CD Prctica No. 3 8 de 7
MMXI
PRCTICA No. 3
CIRCUITOS CAPACITIVOS
I.- OBJETIVO DE LA PRCTICA
I.- OBJETIVOS.
Al trmino de la prctica, el alumno ser capaz de:
Identificar un circuito capacitivo en serie, paralelo y
mixto
Comprobar experimentalmente que la capacidad total en un
circuito serie es igual al inverso de
la suma de los inversos de cada uno de los capacitores..
Comprobar experimentalmente que la capacitancia total
equivalente en un circuito en paralelo es igual al la suma de cada
uno de los capacitores. Calcular la capacitancia total equivalente
en un circuito mixto.
Analizar el comportamiento de un capacitor cuando se le aplica
corriente directa. Analizar el comportamiento de un capacitor
cuando se le aplica corriente alterna.
11.- EQUIPO Y MATERIAL.
Generador de frecuencias.
Fuente de cdPuntas de prueba.
4 capacitores de: C1 y C2 = 0.22F, C3 y C4 = 0.47 (F
respectivamente.
1 protovolt
Puente de impedancias.III.- INTRODUCCIN. Un capacitor es un
elemento pasivo que almacena energa en forma de campo elctrico, y
est construido bsicamente por dos placas de un material conductor
separadas por un material aislante llamado dielctrico.
A la cantidad de carga elctrica relacionada con la tensin
aplicada se le llama capacitancia, la cual se representa con el
smbolo C, y se mide de acuerdo al SI en unidades llamadas Farads,
representada por el smbolo F. Como el Farad es una unidad demasiado
grande, la mayora de los capacitores estn medidos en microfarads
((F) o en picofarads (pF).
La cantidad de carga que almacena un capacitor se representa con
el smbolo Q, y su unidad se llama coulomb, y representa con el
smbolo c.
La cantidad de carga elctrica se puede calcular de acuerdo a las
variables que intervienen, con dos expresiones distintas:
a) En funcin de la intensidad media de carga y del tiempo de
carga.
Q = I . t
b) En funcin de la capacidad y de la diferencia de
potencial.
Q = C . E
La energa almacenada en un capacitor est en funcin de las
variables que intervienen durante la carga del capacitor:
a) En funcin de la carga elctrica y de la diferencia de
potencial.
b) En funcin de la diferencia de potencial y de la
capacidad.
c) En funcin de la carga elctrica y de la capacidad.
CARACTERSTICAS DE LOS CIRCUITOS SERIE PARALELO Y MIXTO.
CAPACITORES EN SERIE.
Cuando dos o ms capacitores se conectan en serie, se cumplen las
siguientes relaciones:
a) La capacidad total equivalente, es igual a la inversa de la
suma de las inversas del valor de
cada capacitor.
Para el caso especial en el cual se consideran solamente dos
capacitores, se tiene que:
b) La carga total equivalente es igual en todo el circuito.
QT = Q1 = Q2 = Q3 = ......... Qn.
c) La corriente de carga total es igual en todo el circuito.
IT = I1 = I2 = I3 = ............. Ind) La diferencia de
potencial es igual a la suma de las cadas de tensin en cada uno de
los
elementos.
ET = E1 + E2 + E3 + . EnCIRCUITO PARALELO.
Cuando dos o ms capacitores se conectan en paralelo, se cumplen
las siguientes relaciones:
a) La capacitancia total equivalente, es igual a la suma de cada
uno de los capacitores.
CT = C1 + C2 + C3 + ......... Cn.
b) La carga total equivalente, es igual a la suma de cada una de
las cargas de cada elemento.
QT = Q1 + Q2 + Q3 + .......... Qnc) La corriente de carga total,
es igual a la suma de cada una de las corrientes de rama o
elemento.
IT = I1 + I2 + I3 + ......... Ind) La diferencia de potencial es
igual en todo el circuito.ET = E1 = E2 = E3 = . EnCIRCUITO
MIXTO.
Cuando los capacitores se agrupan formando un circuito mixto, se
aplican las caractersticas tanto del circuito serie como del
circuito paralelo, comenzando la simplificacin con los capacitores
situados en el extremo opuesto de los terminales a partir de los
cuales se desea determinar el valor de la capacitancia total
equivalente.
IV.- DESARROLLO.
1.Con el multimetro en funcin de capacitancia o con el puente de
impedancias mida cada uno de los capacitores y anote el valor en la
tabla nmero 1. TABLA 1.
ValorC1C2C3C4
Nominal1F10F1F10F
Medido1.1F9.8F1.08F10.1F
2.En el protovolt monte el circuito de la figura 1 y mida el
valor de la capacitancia total con el multimetro en funcin de
capacitancia o con el puente de impedancias en los puntos A y B.
Anote el valor medido y el calculado en la tabla 2.
A C1 C2
B C4 C3
Figura No. 1Tabla No 2
CapacitanciaMedidaCalculada
CT.491F0.45F
3. Monte el circuito como muestra la figura 2 y mida el valor de
la capacitancia total con el multimetro en funcin de capacitancia
en los puntos A y B. Anote el valor medido y el calculado en la
tabla 3. A
C1 C2 C3 C4
B
Figura 2 Tabla No 3
CapacitanciaMedidaCalculada
CT19.66 F22F
4Arme el circuito mostrado en la figura 3 y con el multimetro en
funcin de capacitancia mida la capacitancia total entre los puntos
A y B. Anote el valor medido y el calculado en la tabla 4.
A C1
C3 C4
B C2
Figura 3 Tabla No 4
CapacitanciaMedidaCalculada
CT .891F
0.8396F
5.- Al circuito de la figura 3, aplique 6 VCD entre las
terminales A y B . Mida las tensiones en cada uno de los
capacitores, mida la corriente total, las corrientes parciales y
anote las lecturas en la tabla nmero 5. Despus de tomar las
lecturas, desconecte la fuente de CD. Para las tensiones conecte el
multimetro y la primera lectura es el voltaje en el capacitor.Tabla
No 5ParaCorrientes en CDTensiones en CD
CTNo midi6.03 V
C10.5V
C21.6V
C31.6V
C43.7V
6.- Con el generador de frecuencias, al circuito de la figura 3,
aplique 3 VRMS con una frecuencia de 5 KHz entre las terminales A y
B. Mida las tensiones en cada uno de los capacitores, mida la
corriente total, las corrientes parciales y anote las lecturas en
la tabla nmero 6.
Tabla No 6
ParaCorrientes en CATensiones en CA
CT0.047A3.02V
C10.0470.170V
C20.047A0.151V
C30.0040A0.151V
C40.040A1.31V
V.- CUESTIONARIO.
1Qu es un capacitor?.Uncondensadores un dispositivopasivo,
utilizado enelectricidadyelectrnica, capaz de
almacenarenergasustentando uncampo elctrico. Est formado por un par
de superficiesconductoras, generalmente en forma de lminas oplacas,
en situacin deinfluencia total(esto es, que todas las lneas de
campoelctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas
por un materialdielctricoo por elvaco. Las placas, sometidas a una
diferencia de potencial, adquieren una determinadacarga elctrica,
positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la
variacin de carga total.2.Con qu smbolo se denota a la
capacitancia?. C3.Cul es la unidad de la capacitancia y con qu
smbolo se denota?.
La unidad de la capacitancia del SI es el farad (F), en honor a
Michale Faraday.4.Cul es la frmula que relaciona al rea de las
placas, la distancia entre las placas, el material dielctrico y la
constante (0 de un capacitor de placas paralelas?.
Como las placas del capacitor estn cargadas, entre ellas se
forma un campo
electrico. Este campo elctrico vale :
En esta frmula, A es el rea de una de las placas. Q es la carga
de una de las placas ( va en Coulomb). 0 y r son :
A veces esta frmula se la puede poner tambin usando la constante
k de Coulomb.
5.Calcule el valor de la capacitancia total utilizando el valor
nominal de los capacitores para el circuito de la figura 1. As
mismo, calcule la energa total almacenada y la carga total si se le
aplica una tensin de 6 VCD en los puntos A y B.
6.Con el valor nominal de los capacitores calcule el valor de la
capacitancia total para el circuito de la figura 3. As mismo
calcule la energa total almacenada y la carga total si se le aplica
una tensin de 6 VCD en los puntos A y B. 7. Como se comporta el
circuito capacitivo cuando se le aplica corriente directa? 8. Como
se comporta el circuito capacitivo cuando se le aplica corriente
alterna? 7
10F
1F
10F
1F
10F
10F
1F
1F
1F
10F
1F
10F
Rivera C. T
