Capacitancia

-DPST

Experimento de laboratorio 22

Capacitancia

Objetivos del experimento

A. Mostrar que los capacitores pasan corriente alterna, pero bloquean la corriente directa.

B. Mostrar que cuando se desconecta del cir­ cuito un capacitor cargado retiene una car­ ga, por lo que queda como una fuente. de voltaje capaz de dar un choque eléctrico.
C. Determinar quecuando se cambia el vol taje a través de un capacitor, éste se carga o descarga al nuevo nivel de voltaje y que las corrientes de carga o descarga son la pola­ ridad opuesta.

Conceptos básicos

l. Un capacitor bloquea el flujo de la co­
rriente directa.
2. Un capacitor pasa efectivamente la corrien­
te alterna.
3. El espaciado entre las placas, el área de la superficiede las placas y el tipo de material dieléctrico determinan la capacitancia de un capacitor.
4. Los capacitares en serie dan una capaci­
tancia total reducida; los capacitares en pa-

ralelo se suman directamente.
5. Un capacitor almacena energía temporal­
mente cuando se carga; esta energía se devuelve al circuito cuando se descarga el capacitor.

Información preliminarUn capacitor se forma de dos o más placas, que están separadas por un material dieléctn"co (aislan­ te). Cuando se aplica voltaje a través de las placas del capacitor, la corriente fluye de una placa hacia la otra, pasando a través de la fuente de voltaje. Idealmente, no hay flujo de corriente a través del dieléctrico que separa las placas del capacitor. La carga en el capacitorse almacena en el campo eléctn"co que establecen las placas cargadas opues­ tamente. Si el voltaje aplicado es de cd, el capa­ citor se carga al valor del voltaje aplicado y re­ tiene esta carga hasta que cambie el voltaje apli­ cado. Si el voltaje aplicado es de ca, el capacitor sigue esencialmente los cambios de polaridad del voltaje aplicado, cargándose y descargándosealternativamente en direcciones opuestas cada medio ciclo (semiciclo); con ello pasa efec­ tivamente la corriente alterna.

La capacitanáa (C) es el valor de la carga eléctrica

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que puede almacenar un capacitar. La unidad de al(Xlcitancia es elforad (F), denominado en honor de Michael Faraday. Por definición, un capacitar tiene una capacitancia de un farad cuando alma­cena un coulomb de carga con un volt aplicado a través de sus placas. El farad es una unidad grande de medición; por ello, generalmente se expresan los valores de capacitares en microfards (ll F), igual a O.OOOOOlF y picofarads (pF), igual a O.OOOOOOOOOOOlF. Las fórmulas matemáticas

determinados casos. Por ejemplo, a altas frecuen­ cias la capacitancia parásita entre loscables conductores y las componentes produce acopla­ miento indeseable entre circuitos que no están relacionados, efectos que se deben de minimizar mediante un cuidadoso diseño del circuito y de las componentes.

Equipo y materiales

para calcular la capacitancia total de los capacito­
res en serie y paralelo son como sigue:

1

Fuente de energía
Fuente de energía VoltímetroMiliamperímetro

0-20Vca, 5mA (aúlada)
0-40Vcd, 5mA
0-100Vcd
0-0.1mAcd

CT(en serie)

1jC1 + 1jC2 + 1jC3 . ..

VfVM
Dispositivo de capacitación en electrónica
C1 -0.1 p.F Mg Mylar

CT(enparalelo} = C1 + C2 + C3+ ...

La capacitancia total para dos capacitares en serie es igual a:

C1X C2

C2 -0.22 p.F Mg Mylar
C3 - 50 Jl F, electrolítico
R1, R2 - 3.3k n, 1WR3 - 2.7kil, 1W
SI -DPST, Módulo de

CT (en serie)

C1 +C2

Tablero Konnect-All

componentes

Los capacitares se dividen en dos categorías gene­ rales: electrostáticos y electrolíticos. Generalmen­ te, los capacitares electrostáticos tienen baja capa­ citancia, no están polarizados y teóricamente pueden reservar o almacenar una carga indefini­ damente. Por lo...