Capacitores serie y paralelo

I. INTRODUCCIÓN

Un condensador es un dispositivo que sirve para almacenar carga y energía. Está formado por dos placas conductoras (metálicas) de forma arbitraria aisladas una de otra, que poseen carga de igual magnitud pero de signos contrarios, por lo que se produce un campo eléctrico entre las placas. El valor absoluto de la carga de cualquiera de las placas se denomina ‘la carga delcondensador’. Así, si un condensador tiene carga Q, implica que su placa positiva tiene carga +Q y su placa negativa tiene carga -Q.
Los condensadores tienen muchas aplicaciones prácticas. Por ejemplo, el ‘flash’ de una cámara fotográfica contiene un condensador que almacena energía necesaria para causar un destello de luz. También se usan en circuitos eléctricos para convertir la corriente alterna encorriente continua.

CONEXIÓN EN PARALELO

Consideremos k condensadores conectados en paralelo como en la siguiente figura 1.a:

[pic]
Figura 1 Conexión de capacitores en paralelo

La ley de Kirchhoff de corrientes:
[pic]
en conjunto con la corriente en un capacitor:
[pic]
podemos escribir la siguiente igualdad:
[pic]
es decir:
[pic]
Tenemos que:
[pic]

Define unaexpresión para la conexión en paralelo de varios condensadores.

CONEXIÓN EN SERIE

Considere una conexión en serie de condensadores como en la Figura 2a.
[pic]
Figura 2.a Conexión en Serie
La Ley de Kirchhoff de voltajes
|[pic] |

en conjunto con la fórmula tensión-corriente de un condensador|[pic] |

Permitamos escribir la igualdad
|[pic] |

Que simplificando conduce a la relación:
|[pic] |Tenemos que:
|[pic] |

define una expresión de conexión en serie de condensadores (Figura 2.b).

II. OBJETIVOS

• Demostrar de manera experimental que son válidas las reglas para la suma de capacitancias en serie y en paralelo no importando que las capacitancias de los capacitoressean diferentes.

III. DESARROLLO EXPERIMENTAL

Utilizamos capacitores de 15(F, 150(F, 22(F, tres capacitores de 120(F; Protoboard; Fuente de voltaje; Multímetro digital.
Pusimos tres capacitores electrolíticos de diferente capacitancia en paralelo en un protoboard revisando que se conectaran de la manera correcta, recordando que el polo negativo es el que tiene una banda negra, y con unafuente de voltaje suministramos 5 volts de corriente directa.

Después medimos con el multímetro el voltaje en los capacitores para comprobar que se cumpliera que en los capacitores en paralelo el voltaje es el mismo.

Para el siguiente paso de la práctica conectamos tres capacitores electrolíticos de la misma capacitancia en paralelo y con la fuente de voltaje suministramos 5V de corrientedirecta.

Ahora conectamos los capacitores en serie con diferentes capacitancias y suministramos 5V con la fuente para comprobar que los voltajes en serie iban a ser diferentes. Para finalizar conectamos los capacitores con igual capacitancia en serie y también para comprobar que el voltaje iba a ser diferente en los capacitores.

IV. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Experimento 1:

Tres capacitores dela misma capacitancia (120 micro faradios) conectados en paralelo y con una fuente con voltaje constante de 5 volts, obtuvimos que los tres capacitores tuvieron el mismo voltaje y misma carga.
Para obtener la capacitancia equivalente Ceq= C1+C2+C3
Para obtener la carga del capacitor utilizamos la relación Q=CV
Y tomando en cuenta que para capacitores en serie la carga equivalente es igual...