Circuitos con capacitores - División de Ciencias Básicas

Manual de Prácticas
Secretaría/División: División de Ciencias Básicas
Área/Departamento: Electricidad y Magnetismo
Práctica 6
Circuitos con capacitores
Elaborado por:
M.I. Juan Carlos
Cedeño Vázquez
Ing. Juan Manuel Gil
Pérez
Ing. Francisco Miguel
Pérez Ramírez
Revisado por:
M.I. Mayverena
Jurado Pineda
Quím. Antonia del
Carmen Pérez León
Autorizado por:
Vigente a partir
de :
Ing. Gabriel Alejandro
Jaramillo Morales
8 de agosto de 2016
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1. Seguridad en la ejecución
Peligro o Fuente de energía
Riesgo asociado
Tensión Alterna
Tensión Continua
Electrocución
Daño a equipo
1
2
2. Objetivos de aprendizaje
I.
Objetivo General:
El alumno analizará el comportamiento de las variables en conexiones de
capacitores en serie y en paralelo, y comentará con el grupo sobre las
aplicaciones de este tipo de arreglos.
II.



Objetivos específicos:
Identificar los valores nominales de un capacitor y realizar una prueba destructiva
Definir y comprender lo que es un circuito serie y paralelo
Encontrar experimentalmente la relación que existe entre las diferencias de
potencial y la carga almacenada en circuitos diversos con capacitores
3. Introducción
Como algunas aplicaciones típicas de los capacitores podemos citar:






Baterías, por su cualidad de almacenar energía.
Memorias digitales.
Filtros electrónicos.
El flash de las cámaras fotográficas
Tubos fluorescentes
Circuitos electrónicos que logren mantener la corriente eléctrica (fuentes de
corriente) y circuitos que eviten las caídas de diferencia de potencial.
También podemos mencionar que en los circuitos tendidos eléctricos se utilizan grandes
capacitores para producir resonancia eléctrica en el cable y permitir la transmisión de más
energía eléctrica.
Son utilizados también en: ventiladores, motores de aire acondicionado, en iluminación,
refrigeración, compresores, bombas de agua y motores de corriente alterna.
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En la práctica de la ingeniería es frecuente encontrar aplicaciones en donde es necesario
conectar dos o más capacitores formando lo que se conoce con el nombre de banco de
banco de capacitores que tienden a disminuir el efecto inductivo en un circuito.
En los circuitos eléctricos, dos de las conexiones más comunes y básicas de sus ramas o
elementos son en serie y en paralelo.
4. Equipo y Material
Foto 1.
Fuente de 0-60 [V] y 033 [A] de c.d.
Foto 2.
Multimetro digital con
cables.
Foto 5.
Caja para prueba
destructiva.
Foto 6.
Tableta de proyectos
(protoboard).
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Foto 3.
Puente de
impedancias.
Foto 7.
Cables para conexión
(proporcionados por
los alumnos).
Foto 4.
Capacitores
electrolíticos.
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5. Desarrollo
Actividad 1 Polarización de un capacitor y sus valores nominales
Utilizando el equipo y material propuesto, comprueba la importancia de verificar la polarización de un
capacitor antes de conectarlo con otros elementos. De la misma forma, comprueba la importancia de respetar
el valor de voltaje máximo especificado por el fabricante.
Material y Equipo
a.
b.
c.
Capacitores electrolíticos.
Caja para prueba destructiva.
Fuente de 60 V a 0- 3.3 A de c.d.
d.
e.
Cables para conexión (proporcionados
por los alumnos).
Multimetro digital con cables.
En el siguiente espacio anota tus resultados
Conclusiones del experimento
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__________________________________________________________________
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Actividad 2 Conexión de capacitores en serie
Empleando el equipo y material propuesto, diseña un circuito en serie con cuatro capacitores y con la fuente
de poder proporciónale 12[V]. Realiza las mediciones necesarias que permitan evidenciar el comportamiento
de cada capacitor, toma en cuenta las siguientes características:
 Capacitancia dada por el fabricante.
 Capacitancia medida.
 Diferencia de potencial en cada capacitor del arreglo.
 Carga eléctrica almacenada en cada elemento.
Material y equipo
a. Fuente de 0-60 [V] y 0-33 [A] de c.d
d. Capacitores electrolíticos.
b. Multímetro digital con cables.
e. Tableta de proyectos (protoboard).
c. Puente de impedancias.
f. Cables para conexión (proporcionados por los
alumnos).
En el siguiente espacio dibuja el circuito y anota tus resultados
Conclusiones del experimento
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Actividad 3 Conexión de capacitores en paralelo
Empleando el equipo y material propuesto, diseña un circuito en paralelo con cuatro capacitores y con la
fuente de poder proporciónale 10[V]. Realiza las mediciones necesarias que permitan evidenciar el
comportamiento de cada capacitor, toma en cuenta las siguientes características:




Capacitancia dada por el fabricante.
Capacitancia medida.
Diferencia de potencial en cada capacitor del arreglo.
Carga eléctrica almacenada en cada elemento.
Material y equipo
a.
b.
c.
Fuente de 0-60 [V] y 0-33 [A] de c.d.
Multímetro digital con cables.
Puente de impedancias.
d.
e.
f.
Capacitores electrolíticos.
Tableta de proyectos (protoboard).
Cables para conexión (proporcionados por
los alumnos).
En el siguiente espacio dibuja el circuito y anota tus resultados
Conclusiones del experimento
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__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
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Actividad 4 Conexión mixta (serie-paralelo) de capacitores
Empleando el equipo y material propuesto, diseña un circuito serie-paralelo con seis capacitores y con la
fuente de poder proporciónale 10[V]. Realiza las mediciones necesarias que permitan evidenciar el
comportamiento de cada capacitor, toma en cuenta las siguientes características:
 Capacitancia dada por el fabricante
 Capacitancia medida
 Diferencia de potencial en cada capacitor del arreglo
 Carga eléctrica almacenada en cada elemento
Material y equipo
a. Fuente de 0-60 [V] y 0-33 [A] de c.d
f. Cables para conexión (proporcionados por los
b. Multímetro digital con cables.
alumnos).
c. Puente de impedancias.
d. Capacitores electrolíticos.
e. Tableta de proyectos (protoboard).
En el siguiente espacio dibuja el circuito y anota tus resultados
Conclusiones del experimento
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
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6. Bibliografía
 Jaramillo G., A. Alvarado. Electricidad y Magnetismo. Segunda edición. Ed. Trillas,
México, 2004.
 Serway R., J.W. Jewett. Electricidad y Magnetismo. Sexta edición. Ed. Thomson.
México, 2005.
 Sears F., M. Zemansky, H. Young. Física Universitaria. Undécima edición. Ed.
Pearson. México, 2004.
 Tipler, P. A.: Física para la ciencia y la tecnología .Vol. 2, Ed. Reverté, España,
2003.
 Resnick R.,D. Halliday, K. Krane: Física. Vol. 2, Ed. CECSA, México, 2005.
7. Anexos
Cuestionario previo.
1. Explica la diferencia entre un valor nominal y un valor real.
2. Investiga las expresiones para obtener la capacitancia equivalente de una conexión de
capacitores en serie y una conexión en paralelo.
3. Investiga el comportamiento de la carga eléctrica y de la diferencia de potencial en una
conexión de capacitores en serie.
4. Investiga el comportamiento de la carga eléctrica y de la diferencia de potencial en una
conexión de capacitores en paralelo.
5. Investiga una aplicación de los capacitores.
Para la modificación de esta práctica
sustantiva de:
Ing. Rigoberto Flores Zárate
Ing. María del Carmen Melo Díaz
M.I. Rigel Gámez Leal
8
durante el semestre 2016-2, se agradece la aportación