Informe Práctico 2014
1 Leticia Zabalveytia
ANALISIS DE UN SISTEMA DE CONDENSADORES
EN PARALELO
FUNDAMENTACIÓN:
Conservaci...
Informe Práctico 2014
2 Leticia Zabalveytia
Energía en un condensador
La energía potencia almacenada en un capacitor carga...
Informe Práctico 2014
3 Leticia Zabalveytia
El grupo puede reemplazarse por un único capacitor, capaz de acumular la
misma...
Informe Práctico 2014
4 Leticia Zabalveytia
OBSERVACIONES Y MEDICIONES:
14 9,3 0,001 0,00047
12 8 0,001 0,00047
10 6,7 0,0...
Informe Práctico 2014
5 Leticia Zabalveytia
Cargas Energía
0,014 0,013671 0,098 0,06357015
0,012 0,01176 0,072 0,04704
0,0...
Próxima SlideShare
Cargando en…5
×

Conservación de la carga

1.303 visualizaciones

Publicado el

Publicado en: Educación
0 comentarios
1 recomendación
Estadísticas
Notas
  • Sé el primero en comentar

Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
1.303
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
23
Acciones
Compartido
0
Descargas
8
Comentarios
0
Recomendaciones
1
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

Conservación de la carga

  1. 1. Informe Práctico 2014 1 Leticia Zabalveytia ANALISIS DE UN SISTEMA DE CONDENSADORES EN PARALELO FUNDAMENTACIÓN: Conservación de la carga Según la ley de conservación de las cargas, la carga neta, o la suma algebraica de las cargas, en cualquier sistema aislado es constante. Esto se ilustra con sencillez mediante los procesos en los que se cargan dos objetos neutros: se transfieren electrones de uno al otro y el resultado es un objeto con carga positiva y el segundo con una cantidad igual de carga negativa. Por otra parte, la conservación de la carga eléctrica no implica que la carga eléctrica no se pueda crear o destruir, sino únicamente que la producción de una carga positiva debe ir acompañada necesariamente por la de una cantidad igual de carga negativa. Cálculo de carga de condensador Si se carga un capacitor de capacitancia 1C conocida, sometiéndolo a una diferencia de potencial oV , el capacitor adquiere una carga: oo VCq .1 Mientras se mantenga aislado el capacitor, la carga oq en él, se mantendrá constante. Si al capacitor 1C se le conecta otro en paralelo, la carga oq se ordenará de manera que quede cierta carga 1q en el primer capacitor y otra 2q en el segundo capacitor. La suma de las cargas en cada uno de los capacitores 21 qq  , es igual a la carga inicial oq por el principio de conservación de la carga. Esto le va a permitir calcular la capacitancia desconocida 2C del segundo capacitor. La carga de un capacitor está relacionada con la diferencia de potencial a la que fue sometido: VCQo . Se puede escribir, utilizando los voltajes medidos oV y fV ffo VCVCVC ... 211  De donde: fo VCCVC ).(. 211  oQ fQ
  2. 2. Informe Práctico 2014 2 Leticia Zabalveytia Energía en un condensador La energía potencia almacenada en un capacitor cargado es igual a la cantidad de trabajo que se necesitó para cargarlo, es decir, para cargar cargas opuestas y colocaras en conductores diferentes. Cuando se descarga el capacitor, esta energía almacenada se recupera en forma de trabajo realizado por fuerzas eléctricas. La energía potencia de un capacitor se halla calculando el trabajo que se necesitó para cargarlo. Al terminar de cargar un capacitor la carga final Q y la diferencia de potencial final es V. De acuerdo con la ecuación abV Q C  (definición de capacitancia), estas cantidades se relacionan como C Q V  ; q y v la carga y la diferencia de potencial, respectivamente en una etapa intermedia del proceso de carga; entonces. En esta etapa, el trabajo dW que se requiere para transferir un elemento de carga adicional dq es C qdq vdqdW  El trabajo total W que se necesita para aumentar la carga q del capacitor de cero a un valor Q es    W o Q o C Q qdq C dWW 2 1 2 (trabajo para cargar un capacitor) En este caso q disminuye de un valor inicial Q a cero conforme los elementos de carga dq “caen” a través de diferencias de potencial v que varían desde V hasta cero. Si se define como cero la energía potencial de un capacitor sin carga, entonces W de la ecuación    W o Q o C Q qdq C dWW 2 1 2 es igual a la energía potencial del capacitor cargado. La carga almacenada al final es VCQ . ; por lo tanto, se puede expresar la energía potencial (que es igual a W) como QVCV C Q E 2 1 2 1 2 2 2  (Energía potencial almacenada en un capacitor). La forma final de de la ecuación anteriormente mencionada, QVE 2 1  muestra que el trabajo total se requiere para cargar el capacitor es igual a la carga total multiplicada por la diferencia de potencial promedio V 2 1 durante el proceso de carga. Asociación en paralelo de condensadores Dos o más capacitores están conectados en paralelo cuando sus placas de igual polaridad están conectadas entre sí.
  3. 3. Informe Práctico 2014 3 Leticia Zabalveytia El grupo puede reemplazarse por un único capacitor, capaz de acumular la misma carga que el conjunto, y que por ello recibe el nombre de capacitor equivalente del paralelo, CEP. Si se conoce el valor de las capacidades de los capacitores que integran el grupo en paralelo, puede conocerse el valor del capacitor equivalente sumando simplemente: CEP = C1 + C2 + C3 + ... + Cn Cuando un conjunto en paralelo se conecta a una fuente de cargas todos los capacitores del grupo adquieren la misma diferencia de potencial, ΔV1 = ΔV2 = ΔV3 = ... = ΔVn; y la suma de las cargas de cada uno es igual a la carga del capacitor equivalente: QEP = Q1 + Q2 + Q3 + ... + Qn. Además, para cada uno de ellos se cumple independientemente: Qn = Cn . ΔV CIRCUITO: OBJETIVOS: Observar a partir de dicho experimento si se cumple con la conservación de la carga. MATERIALES: Capacitor de 1000 uF Capacitor de 470 uF 1 Voltímetro 1 Fuente 5 Cable Soporte con conectores
  4. 4. Informe Práctico 2014 4 Leticia Zabalveytia OBSERVACIONES Y MEDICIONES: 14 9,3 0,001 0,00047 12 8 0,001 0,00047 10 6,7 0,001 0,00047 8 5,3 0,001 0,00047 6 4 0,001 0,00047 4 2,6 0,001 0,00047 2 1,4 0,001 0,00047 Cálculos: -Carga: oo VCQ .1 ff VCCQ ).( 21  -Energía: 2 . 2 1 o o VC E  2 ).( 2 21 f f VCC E   -Variación: of QQQ . of EEE . -Porcentaje: 100* oQ Q 100* oE E )( vV o )(vVf )(1 FC )(2 FC
  5. 5. Informe Práctico 2014 5 Leticia Zabalveytia Cargas Energía 0,014 0,013671 0,098 0,06357015 0,012 0,01176 0,072 0,04704 0,01 0,009849 0,05 0,03299415 0,008 0,007791 0,032 0,02064615 0,006 0,00588 0,018 0,01176 0,004 0,003822 0,008 0,0049686 0,002 0,002058 0,002 0,0014406 GRAFICAS: Grafica 1. Cargas Grafica 2. Energía CONCLUSIÓN: A partir de las mediciones y de las graficas se puede observar que se conserva la carga en un -85.30%, pero hay una profunda variación de energía en un 0.14% debido a que se transforma, ya que la misma intercambia energía con el medio. Esa variación se presenta por lo tanto por un trabajo producido que es necesario para el movimiento de la misma. 0 0.005 0.01 0.015 1 2 3 4 5 6 7 Q(C) mediciones Comparación de cargas Qo(C) Qf(C) 0 0.05 0.1 0.15 1 2 3 4 5 6 7 E(J) mediciones Comparación de energías Eo Ef Variación Porcentaje Carga Energía -1,19E-02 1,41E-04 -85,30 0,14 oQ fQ oE fE Q E

×