Practico N°1-Condensadores en paralelo Objetivos:

Analizar la carga y la energía eléctrica en sistemas con dos condensadores

MATERIALES Base y conectores

Condensadores: C1=1000 μF

C1=470μF Voltímetro Fuente C.C (3 A12 v)

CIRCUITO1- Se conecta inicialmente la posición 1, se desconecta y se pasa a la posición 2.

Circuito 1 Carga deC1

Circuito 2

FUNDAMENTACIÓNCONSERVACIÓN DE LA CARGA Carga eléctrica, conductores y aislantes: La cantidad fundamental en electrostática es la carga eléctrica. Existen dos clases de carga: positiva y negativa. Las cargas que tienen del mismo signo se repelen y las cargas de signo opuesto se atraen.

La carga se conserva; la carga total en un sistema aislado es constante.

Los protones positivos y los neutrones eléctricamente neutros del núcleo de un átomo se mantienen unidos por la fuerza nuclear; los electrones negativos circundan el núcleo a distancias mucho mayores que el tamaño de éste.

Las interacciones eléctricas son las principales responsables de la estructura de átomos, moléculas y sólidos. Los conductores son materiales que permiten que la carga eléctrica se mueva con facilidad a través de ellos. Los aislantes permiten el movimiento de las cargas con mucha menos facilidad. La mayoría de los metales son buenos conductores; en tanto que la mayoría de los no metales son aislantes.

Trabajo y energía eléctricaEl trabajo es una forma de transferencia de energía. Si W es el

trabajo realizado sobre un sistema, y W es positivo, la energía es transferida al sistema. Si W es el trabajo realizado sobre un sistema, y W es negativo, la energía es transferida desde sistema. Si un sistema interacciona con su entorno, la interacción se puede describir como una transferencia de energía a través de la frontera. Como consecuencia habrá una variación de la energía almacenada en el sistema. Siempre se puede calcular el trabajo realizado por una fuerza sobre un objeto, aunque esa fuerza no sea responsable del movimiento

¿QUÉ ES Y PARA QUE SE USA UN CONDENSADOR CAPACITOR?Un capacitor es un dispositivo que se utiliza en varios circuitos eléctricos como los que se usa para sintonizar la frecuencia de los receptores de radio, también para eliminar las chispas en el sistema de encendido en los automóviles o almacenar energía por corto tiempo para una liberación rápida en unidades de flash electrónicos. La capacitancia de un capacitor es la razón de la magnitud de la carga sobre cualquier conductor (placa), a la magnitud de la diferencia de potencial entre los conductores

(placa): C= Q

Δ∨¿¿

Su unidad en el SI: (F)= Coulomb por volt (C/V)

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Las cantidades Q yΔ∨¿ ¿ siempre se consideran como positivas cuando se

usa en la ecuación: C= Q

Δ∨¿¿.

El farad es una unidad de capacitancia para almacenar una gran cantidad de carga para un voltaje dado. El farad es una unidad de capacitancia muy grande. En la practica los capacitores tienen capacitancia que varían de

microfrads (1μF=1 X 10−6F )a

picofarads(1 pF=1 X 10−12F ) .

Conexión en paralelo de condensadoresCombinación de capacitores

Dos o mas capacitores pueden combinarse en circuitos en varias formas, pero la mayoría se reduce a dos configuraciones simples, llamadas paralelo y serie. La idea es encontrar la capacitancia equivalente única debida a una combinación de muchos capacitores diferentes que están en paralelo o en serie unos con otros. Los capacitores se fabrican en con capacitancias estándar diferentes que al combinarlos en distintas formas se puede tener el valor deseado de la capacitancia.

Capacitores en paralelo

La placa izquierda de cada capacitor se conecta a la terminal positiva de la batería mediante un alambre conductor, de modo que las placas izquierdas están al mismo potencial.

En la misma forma las placas derechas, conectadas a la terminal negativa de la batería, también están al mismo potencial. Esto significa que los capacitores en paralelo tienen la

misma diferencia potencial Δ∨¿ ¿ a través de ellos. Cuando los capacitores se conectan en el circuito por rimera vez, los electrones se transfieren desde las placas izquierdas con carga positiva y las placas derechas con cargas negativas.La fuente de carga para esta transferencia es la energía química interna almacenada en la batería, que se convierte en energía eléctrica. El flujo de carga se detiene cuando el

voltaje a través de los capacitores iguala al voltaje de la batería, momento que los capacitores tienen carga máxima.

Capacitor en serie

Para una combinación de capacitores en serie, la magnitud de la carga debe ser la misma sobre todas las placas.

Sin importar cuantos capacitores estén conectados en serie o cuales sean sus capacitancias, todas las placas

derechas ganan cargas de –Q y todas las placas izquierdas tienen cargas de

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+Q (una consecuencia de la conservación de la carga). Después de un capacitor equivalente para una serie de capacitores esta completamente cargado, el capacitor equivalente debe terminar con una carga de –Q sobre su placa derecha y tienen una carga de +Q sobre su placa izquierda

Δv= QCeq

Δv es la diferencia de potenciales entre las terminales de la batería

CeqEs la capacitancia equivalente.

La capacidad total (o equivalente) en serie se calcula sumando las inversas de cada una de las capacidades y calculando la inversa del resultado.

La suma de las caídas de tensión de cada capacitor da como resultado la tensión total aplicada entre los bornes A y B.

La carga de cada uno de los capacitores de una rama en serie es igual a la de los demás y es igual a la carga equivalente acumulada en toda la rama (entre A y B)

A su vez, cada carga puede ser calculada como q = C V de cada capacitor, con lo que:

POTENCIAL ELÉCTRICO Y FUENTES DE C.CEn el SI: Joule por Coulomb, o volt (J/C o V)

La energía potencial es una cantidad escalar. La diferencia de potencial eléctrico es una medida del cambio de energía potencial eléctrica por unidad de carga. De manera alternativa la diferencia de potencial eléctrico es el trabajo por unidad de carga que tendría que realizar alguna fuerza para mover cierta carga de un punto A a un punto B en el campo eléctrico. Las fuentes de corriente continua son elementos generadores, y aunque se denominan así, pueden ser de tensión ( comunes) o de corriente.

Una tensión es una diferencia de potencial entre dos puntos. Vab = Va – Vb.

Y es continua cuando no cambia de polaridad en el tiempo. Las fuentes de corriente continua son elementos activos, de acuerdo a sus características o comportamiento frente a distintas cargas podemos

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diferenciar dos tipos: los generadores de tensión y los de corriente.

MODELO TEÓRICO 1° PARTE:

Qi=C1 .V i

Ei=Qi2

2C1=Qi .V i2

=C1.V i22

2° PARTE: Condensadores en paralelo

C f=C1+C2

Qfi=C f .V f

E f=Qf 2

2C1=Qf .V f

2=C f .V f 2

2

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Salida fuenteε=(V )

C1(F ) C2(F ) V i=(V ) V f=(V )

3 1000 470 2,95 1,896 1000 470 5,98 3,829 1000 470 8,93 5,3612 1000 470 12,01 6,38

TABLA DE DATOS

Salida fuenteε=(V )

C1(F ) C2(F ) V i=(V ) V f=(V )

3 470 1000 2,95 1,816 470 1000 5,98 2,219 470 1000 8,93 3,20

12 470 1000 11,9 4,06

TABLA DE ANÁLISIS Circuito 1

Qi(C ) Qf (C ) Ei (J ) E f (J )

2950 2778,3 9258 2625,55980 5615,4 38043 10725,48930 7879,2 84835 21116,2

12910 9378,6 177306,5 29917,7

CIRCUITO 2Qi(C ) Qf (C ) Ei (J ) E f (J )

1386,5 2660,7 2045,1 2407,92810,6 3248,7 8403,7 3589,84197,1 4704,0 18740,0 7526,45593,0 5968,2 33278,3 12115,4

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GRÁFICASCIRCUITO 1

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CIRCUITO 2

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BIBLIOGRAFÍA

Fundamentos de física, Serway Vuille. Tomo 2. Novena edición. http://personales.unican.es/junqueraj/JavierJunquera_files/Fisica-

1/6.Trabajo_y_energia.pdf

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