Datos: Carga y enegía en un sistema de dos condensadores

1. PRÁCTICO 1
CARGA Y ENERGÍA EN UN SISTEMA DE DOS CONDENSADORES
Objetivos:
- Analizarlaenergíay la carga en unsistemade doscondensadores.
- Trabajar con herramientasTICpara análisisde datos.
Materiales:
- Fuente ogenerador(3y 12 V salida).
- Dos condensadoresocapacitores(1000 µF y 470 µF).
- Soporte para elementoseléctricos.
- Conexiones.
Propuestade circuito:
│ӏ Fuente corriente.
Ԑ Fuerzaelectromotriz.
V Voltímetro.
Circuito1:
Circuito2:
Desconectarlafuente ysustituirlaporC2.(C1 y C2 intercambiancargasy energías).

2. Un condensador,tambiénllamadocapacitor,esuncomponente eléctrico que almacena carga
eléctrica, paraliberarlaposteriormente. Tambiénse suele llamar capacitor eléctrico, formado
por dos placas conductoras cuyas cargas son iguales pero de signo opuesto, es un dispositivo
que almacena energía en forma de campo eléctrico.
Básicamente, un condensador, en su expresión más simple, está formado por dos placas
metálicas (conductoras de la electricidad) enfrentadas y separadas entre sí por una mínima
distancia, y un dieléctrico, que se define como el material no conductor de la electricidad
(aire, mica,papel, aceite,cerámica,etc.) que se encuentraentre dichasplacas.Lamagnituddel
valor de capacidad de un condensador es directamente proporcional al área de sus placas e
inversamenteproporcional aladistanciaque las separa. Es decir, cuanto mayor sea el área de
las placas, mayor será el valor de capacidad, expresado en millonésimas de Faradios [µF], y
cuanto mayorsea ladistanciaentre lasplacas,mayorserá la aislación o tensión de trabajo del
condensador, expresadas en unidades de Voltios, aunque el valor de capacidad disminuye
proporcionalmente cuanto más las placas se separan.
Un condensador electrolítico es un tipo de condensador que usa un líquido iónico conductor
como una de sus placas. Típicamente con más capacidad por unidad de volumen que otros
tipos de condensadores, son valiosos en circuitos eléctricos con relativa alta corriente y baja
frecuencia.Este esespecialmente el caso en los filtros de alimentadores de corriente, donde

3. se usan para almacenarla carga, y moderarla tensióneléctricade saliday las fluctuaciones de
corriente en la salida rectificada. También son muy usados en los circuitos que deben
conducir corriente continua pero no corriente alterna.
Los condensadores electrolíticos pueden tener mucha capacitancia, permitiendo la
construcción de filtros de muy baja frecuencia.
Asociación de condensadores en paralelo: Si situamos dos condensadores asociándolos en
paralelo, tendremos que la diferencia de potencial entre ambos deberá ser igual, y además
será ladiferenciade potencial total.Esto es así porque tenemos unidos los dos “polos” de los
condensadoresporunconductor,y por tanto la caída de potencial entre los “polos” opuestos
tiene que ser la misma.
Cuandose conectan lasplacasdel mismo signo de dos condensadores de capacidades C1 y C2.
Si inicialmente, el condensador C1 se ha cargado con una carga Q y se conecta al
condensador C2 inicialmente descargado. Después de conectarlos, las cargas pasan de un
condensador al otro hasta que se igualan los potenciales.
En electromagnetismo y electrónica, la capacidad eléctrica, que es también conocida
como capacitancia,esla propiedadque tienenlos cuerpos para mantener una carga eléctrica.
La capacidadestambién unamedidade la cantidad de energía eléctrica almacenada para una
diferenciade potencial eléctricodada.El dispositivomáscomúnque almacena energía de esta
forma es el condensador.
Cabe destacar que la capacidad es siempre una cantidad positiva y que depende de la
geometríadel condensadorconsiderado (de placas paralelas, cilíndrico, esférico). Otro factor
del que depende esdel dieléctricoque se introduzcaentre lasdossuperficiesdelcondensador.
Cuantomayor seala constante dieléctrica del material no conductor introducido, mayor es la
capacidad.
Un capacitor almacena energía en el campo eléctrico que aparece entre las placas cuando se
carga. La energía almacenada puede calcularse a través de las siguientes expresiones:

4. Wc = Energía [J]
V = Tensión [V]
q = Carga [C]
C = Capacidad [F]
PRÁCTICO 1: CARGAY ENERGÍA EN UN SISTEMA DE DOS CONDENSADORES
DATOS:
C1(F) C2(F) Vi(V) Vf(V)
4,70E-04 1,00E-03 3,03 1,05
4,70E-04 1,00E-03 6,11 1,95
4,70E-04 1,00E-03 9,1 2,9
4,70E-04 1,00E-03 12,25 3,97
ANÁLISIS:
Qi( C) Qf( C) Ui(J9 Uf(J) %Q %U
1,42E-03 1,54E-03 2,16E-03 8,10E-04 838,42% 6244,11%
2,87E-03 2,87E-03 8,77E-03 2,79E-03 18,11% 6814,29%
4,28E-03 4,26E-03 1,95E-02 6,18E-03 32,73% 6823,62%
5,76E-03 5,84E-03 3,53E-02 1,16E-02 136,17% 6715,05%
0.00E+00
1.00E-03
2.00E-03
3.00E-03
4.00E-03
5.00E-03
6.00E-03
7.00E-03
1 2 3 4
Qi
Qf

5. Conclusiones:
La carga inicial yla carga final sonprácticamente iguales.Laenergíainicial yfinal sondistintas.
Esto indicaque parte de la energíaeléctricase utilizaenel procesode cambiode circuito.
0.00E+00
5.00E-03
1.00E-02
1.50E-02
2.00E-02
2.50E-02
3.00E-02
3.50E-02
4.00E-02
1 2 3 4
Ui
Uf