CONDENSADORES EN SERIE Y PARALELO EN CC

Sandy Montes, Jhon Vanegas,David Vélez, Camilo Cervantes.

Departamento de Ing. de SistemasUniversidad de Córdoba

RESUMEN

En este experimento se implementó un circuito de corriente continua con dos condensadores y una resistencia para estudiar el comportamiento de los capacitores

cuando se organizan en serie y en paralelo y medir con el amperímetro la intensidad de corriente de carga y descarga con el fin de analizar los resultados.

Teoría relacionada

Los condensadores se pueden agrupar en serie o en paralelo.

Condensadores en serie

En una forma común de asociación, varios condensadores pueden disponerse serie, o en cascada, cuando la armadura de cada condensador se une con la armadura de signo contrario del condensador siguiente:

La capacidad equivalente de una secuencia de condensadores en serie se calcula como:

Condensadores en paralelo

En la asociación de condensadores en paralelo, se conectan entre sí las armaduras de igual signo de todos los

condensadores, de forma que el circuito principal se divide en varias ramas:

El cálculo de la capacidad equivalente de una conexión en paralelo de condensadores se halla de la siguiente manera:

Materiales

- Placa reticular.- Interruptor.

- Conmutador.

- 3 Resistencias de 10 k .

- 2 Resistencias de 47 k .

- Condensador 470 uF, bipolar.

- Cables de colores.

- Multímetros.

- Fuente de alimentación.

- Cronometro.

Procedimiento

Parte 1

1. Mida y anote el valor real de las resistencias a utilizar antes de iniciar.

2. Monte el experimento tal como se muestra en la Fig. 1 de la guía de laboratorio. El interruptor debe estar en la posición de apagado.

3. Seleccione en el amperímetro la escala de 200uA y colóquelo en la posición indicada. Pulse el conmutador a la posición 1, y mida la corriente de carga del condensador U en intervalos de 5 segundos, durante 1 minuto. Anote las medidas en una tabla similar a la tabla 1 de la guía.

4. Pulse el conmutador a la posición 2 y mida la corriente de descarga del condensador U en intervalos de 5 segundos y registre los valores.

5. Interrumpa la carga del circuito colocando el interruptor en la posición abierta

Parte 2

6. Usando el circuito de la figura 2 de la guía repita todo el procedimiento de la parte 1.

Resultados y análisis

1. Usando los datos de carga y descarga de la tabla 1, haga una gráfica de I vs. t en cada caso.

Tabla 1. I (carga y descarga) vs. Tiempo (s) - condensadores en paralelo

t(s) I (C)( A) I (D)( A)0 340 -3405 290 -29010 250 -23015 210 -20020 178 -18025 154 -15130 132 -135,135 115 -117,140 99 -10145 85,2 -8750 74,3 -74,955 64,7 -64,560 56,5 -56,3

Gráfica 1.1. I (C)( A) vs. t(s)

Gráfica 1.2. I (D)( A) vs. t(s)

2. Que tipo de graficas obtuvo?

Al momento de graficar I vs. t(s), se obtienen para ambos casos (carga y descarga) curvas decrecientes. Las graficas muestran que la relación de I vs. t(s) es inversamente proporcional.

3. En ambas gráficas trace una recta tangente en la posición t=0 y determine su punto de intersección ( ) con el eje del tiempo. A que magnitud corresponde y que representa?

Gráfica 3.1 I (C)( A) vs. t(s) con línea tangente.

Gráfica 3.2 I (D)( A) vs. t(s) con línea tangente.

Al observar las graficas, notamos que el punto de intersección con el eje del tiempo corresponde a 27.5 s y representa el tiempo necesario para que el condensador se cargue y descargue al 63.2 % de su capacidad máxima.

4. A partir de la definición de la constante de tiempo () calcule la capacitancia total del circuito

Como = 27.5 s y R= 30000

C= = = 9.16x10 F

5. Compare el resultado anterior con los valores de capacitancia de los condensadores usados. ¿Que concluye?

Que los valores pueden estar sujetos a errores del laboratorio pero además por medio de la formula = RC se puede encontrar la capacitancia total del circuito.

6. Usando los datos e carga y descarga de la tabla 2 repita todos los pasos descritos del 2 al 5.

Tabla 2. I (carga y descarga) vs. Tiempo (s) - condensadores en serie

T(s) I (C)( A) I (D)( A)

0 91,8 -91,25 75,7 -77,410 60,6 -63,215 51 -51,520 41,6 -4225 34 -33,730 28,2 -28,435 23,1 -23,640 19,9 -1945 16,1 -1650 13,2 -13,355 11,1 -10,960 9,7 -9

Gráfica 6.1 . I (C)( A) vs. t(s)

Gráfica 6.2 . I (D)( A) vs. t(s)

- Al momento de graficar I vs. t(s), se obtienen para ambos casos (carga y descarga) curvas decrecientes. Las graficas muestran que la relación de I vs. t(s) es inversamente proporcional.

Gráfica 6.3 I (C) ( A) vs. t(s) con línea tangente.

Gráfica 6.4 I (D)( A) vs. t(s)con línea tangente

Como = 25 s y R= 94000

C= = = 2.65x10 F

Conclusiones

El condensador es un dispositivo que almacena la energía eléctrica.

El condensador bloquea el paso de corriente hasta un

grado que depende de su capacidad y su frecuencia.

Conociendo el valor de se puede calcular la capacitancia total del circuito.

Bibliografía

[1] www.wikipedia.org/condensador_electrico