CAPACITORES EN SERIE Y PARALELO

2.12 Capacitores en Serie y en Paralelo
2.12.1 Objetivos
Estudiar qué sucede cuando los capacitores están conectados en serie o en paralelo.
Estimar la relación entre corriente y tiempo para capacitores conectados en serie y en paralelo.
Determinar la carga que fluye en los capacitores conectados en serie y en paralelo.
Determinar la relación entre la capacidad total de los capacitoresconectados en serie y en paralelo y los valores de cada capacitor individual.
2.12.2 Conocimiento Previo
Capacidad
2.12.3 Nivel de Conocimiento
Vea Conocimiento Previo
2.12.4 Equipamiento Necesario
1 Módulo 12-200-A de Electricidad y Electrónica Básica 1 Fuente de Alimentación, 0 - 20 V CC variable regulada.
(Feedback Teknikit Console 92-300).
1 Reloj con segundero.
2 MultímetrosO Se puede utilizar el Feedback Virtual Instrumentación en lugar de uno de los multímetros
2.12.5 Teoría
2.12.5.1 Capacitores en Serie
La capacidad (C) está definida como el índice de la carga eléctrica (Q) en relación a la tensión (V):
C =
Si dos capacitores, C1 y C2, están conectados en serie, la capacidad efectiva Cs de la combinación en serie será deducida de la siguiente manera: SiVs es la tensión en los capacitores conectados en serie, según la ley de tensión de Kirchhoff:


2.12.5.2 Capacitor en Paralelo

Fig 1
Si un número de capacidades C1 a Cn están conectadas en paralelo, como lo muestra la Fig.1, la capacidad efectiva Cp de la combinación en paralelo se puede deducir de la siguiente manera:
Si la corriente eléctrica i circula en la combinación, según laley de Corriente de Kirchhoff: i = i1 + i2 + i3 + . . . . . . . . in.
en un período corto de tiempo
it = i1t + i2t + i3t + . . . . . . . . int.
Por lo tanto la carga eléctrica que circula en la capacidad combinada es igual a la suma de las cargas de las capacidades individuales en un intervalo de tiempo t. Tomando todos los intervalos de tiempo en sucesión, la carga total Q debe ser iguala la suma de las cargas individuales, por lo tanto
Q = C1V + C2V + C3V + . . . . . . . . + CnV
= C1 + C2 + C3 + . . . . . . . . . . . . . . . +Cn.
Pero está definida como la capacidad Cp de la combinación. Por lo tanto para los capacitores V en paralelo la capacidad combinada es:
Cp = C1 + C2 + C3 + . . . . . . . . + Cn
2.12.6 Ejercicio 1
Estudiaremos la conexión de dos capacitores enserie.
El circuito a utilizar se muestra en la Fig. 2. En este ejercicio monte el circuito y mediremos la corriente que circula por la combinación de capacitores en serie y la tensión de cada capacitor.

Fig. 2
Tracemos un gráfico de la corriente en función del tiempo para la combinación de los capacitores en serie.
Calculemos el área debajo de la curva ydeterminemos el valor de la carga que fluye en los capacitores, y a partir de allí, la relación entre el valor individual de cada capacitor y el valor de la combinación en serie. Monte el circuito como se lo muestra el Diagrama de Conexiones en este ejercicio.




Ejercicio 1 Diagrama de Conexiones
2.12.6.1 Actividades
Verifique que el circuito del Diagrama de Conexiones concuerdecon el diagrama de circuito de la Fig. 3. Asegúrese de que el voltímetro esté conectado al resistor de 100 kΩ.

Fig. 3
Alimente la línea principal. Asegúrese de que el mando de CC variable esté al mínimo. NO lo encienda aún. Desconecte por un momento uno de los cables del micro amperímetro, alimente la fuente y ajuste el mando CC variable hasta que en el voltímetro se lea 10 V.
Reconecteel micro amperímetro y controle que en éste se lea una lectura en caída. Esto demuestra que ha realizado las conexiones correctamente.
Gire el interruptor hacia la derecha para descargar los capacitores C1 y C2, después de alrededor de un minuto y medio en el voltímetro se debe leer cero Voltios.
En la Tabla de Resultados copie la Fig. 4a para tabular los resultados obtenidos.
Ahora...