Copia de LEM 08

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Universidad Nacional Autónoma de México 
 
Facultad de Ingeniería 
División de Ciencias básicas 
Lab. Electricidad y magnetismo 
 
Práctica 6: 
Conexiones con capacitores 
 
● Profesor: MD. Fernando Vega Calderón 
● Grupo: 08 
● Brigada: 6 
● Integrantes: 
Atenco Arizmendi Ari Avany 
Delgado Saldaña Candy Marian 
Martínez Jimenez María Fernanda 
Sánchez Nazario Axel 
● Calificación ____________ 
 
● Fecha de elaboración: 27-10-2020 
● Fecha de entrega: 02-11-2020 
Semestre 2021-1 
 
 
Objetivo General: 
● El alumno analizará el comportamiento de las variables eléctricas en 
conexiones de capacitores en serie y en paralelo, y comentará con el grupo 
sobre las aplicaciones de este tipo de arreglos. 
 
Objetivos específicos 
● Identificar los valores nominales de un capacitor y realizar una prueba 
destructiva. 
● • Definir y comprender lo que es una conexión en serie y una conexión en 
paralelo. 
● • Encontrar experimentalmente la relación que existe entre las diferencias de 
potencial y la carga almacenada en conexiones de capacitores. 
Introducción 
 
Un capacitor es un dispositivo capaz de almacenar energía a través de un campo 
eléctrico. 
 
Las partes de un capacitor son: 
● Placas metálicas 
● Un dieléctrico 
● Cubierta (carcasa) 
 
Existen diversos tipos de capacitores como los siguientes: 
● Electrolíticos 
● Cerámicos 
● Película 
● Mica 
 
Los capacitores se utilizan principalmente como filtros de CC porque pueden evitar 
cambios repentinos, pero hay varias aplicaciones: 
● Banco de capacitores 
● Componente de las cámaras fotográficas (flash) 
● Componente de varios circuitos básicos y complejos 
 
Desarrollo 
 
Actividad 1 
En el simulador propuesto, seleccione la pestaña “varios capacitores”, en la sección 
circuitos elija la opción “tres en serie”. Establezca para cada capacitor un valor diferente de 
capacitancia y fije la diferencia de potencial de la batería en 1.5 V. Calcula el capacitor 
equivalente de la conexión, asimismo calcula la carga del capacitor equivalente y compare. 
 
Compruebe con el voltímetro que 
la suma de las diferencias de 
potencial en cada capacitor será 
igual al proporcionado por la 
batería. 
 
Valores del simulador: 
 
C1= 2.2x10^-13[F] 
C2=2.7x10^-13[F] 
C3=1.5x10^-13[F] 
V=1.5[V] 
 
C=0.67x10^-13[F] 
Q=1.01x10^-13[C] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fórmulas: 
VQ = C 
.. ara circuitos en serie1C =
1
C1
+ 1C2 +
1
C3
+ . + 1Cn ← P 
EE 100%% = ||
| V p
V −Vp l ||
|
x 
E 00% EE % = 1 − % 
 
Sustitución: 
.49x10 [1/F ] C .7x10 [F ]1C =
1
2.2x10 [F ]−13
+ 1
2.7x10 [F ]−13
+ 1
1.5x10 [F ]−13
= 1 13 → eq = 6 −14 
.7x10 [F ] .5[V ] .005x10 [C] Carga constante en c. en serieQeq = 6
−14 · 1 = 1 −13 ← 
 
Comparando Qeq 
%EE= 100% % %E 00%|| 0.67x10 −13
0.67x10 −6.7x10 −13 −14 |
| x = 0 → = 1 
 
Diferencia de potencial obtenida con el multímetro: 
VC1=0.457[V] 
VC2=0.372[V] 
 
VC3=0.67[V] 
 
Sumando para comprobar que da el Vp de diferencia de potencial ya que es un 
circuito en serie (1.5[V]): 
V=VC1+VC2+VC3=1.499[V] 
EE 100% .06%% = || 1.5
1.5−1.499 |
| x = 0 
E 00% .06% 9.93% % = 1 − 0 = 9 
 
Conclusiones: 
 
Actividad 2 
Elija la opción “3 en paralelo”. Establezca los valores de las capacitancias y de la fuente 
empleados en la actividad 1. Calcula el capacitor equivalente de la conexión, asimismo 
calcula la carga del capacitor equivalente y compare. Calcule la carga en cada uno de los 
capacitores y compruebe que la suma es igual a la carga del capacitor equivalente. 
 
 
Valores del 
simulador: 
 
C1= 2.2x10^-13[F] 
C2=2.7x10^-13[F] 
C3=1.5x10^-13[F] 
V=1.5[V] 
 
C=06.40x10^-13[F] 
Q=9.60x10^-13[C] 
Fórmulas: 
VQ = C 
.. Para circuitos en paralelo C = C1 + C2 + . + Cn ← 
EE 100%% = ||
| V p
V −Vp l ||
|
x 
E 00% EE % = 1 − % 
 
Sustitución: 
.2x10 [F ] .7x10 [F ] .5x10 [F ] .4x10 [F ]Ceq = 2 −13 + 2 −13 + 1 −13 = 6 −13 
.4x10 [F ] .5[V ] .6x10 [C] Diferencia de potencial constante en c. en paraleloQeq = 6
−13 · 1 = 9 −13 ← 
 
Comparando Qeq: 
EE 100% % %E 00%% = || 9.6x10 −13
9.6x10 −9.6x10 −13 −13 |
| x = 0 → = 1 
 
Calculando carga en cada capacitor con 1.5V=CTE por ser un circuito en paralelo: 
 
.2x10 [F ] .5[V ] .3x10 [C]Q1 = 2
−13 · 1 = 3 −13 
.7x10 [F ] .5[V ] .05x10 [C]Q2 = 2
−13 · 1 = 4 −13 
.5x10 [F ] .5[V ] .25x10 [C]Q3 = 1
−13 · 1 = 2 −13 
 
Sumando para obtener Qeq: 
.3x10 [C] .05x10 [C] .25x10 [C] .6x10 [C]Qeq = Q1 + Q2 + Q3 = 3
−13 + 4 −13 + 2 −13 = 9 −13 
 
Conclusiones: 
 
 
 
Actividad 3 
Con los mismos tres capacitores empleados, realiza una conexión mixta, seleccionando la 
opción “2 en serie + 1 en paralelo”. Considere la diferencia de potencial de la fuente de 1.5 
V. Calcula el capacitor equivalente de la conexión, asimismo calcula la carga del capacitor 
equivalente y compare. 
 
Valores del simulador: 
 
C1= 2.2x10^-13[F] 
C2=2.7x10^-13[F] 
C3=1.5x10^-13[F] 
V=1.5[V] 
 
C=2.71x10^-13[F] 
Q=4.07x10^-13[C] 
 
 
 
 
 
Fórmulas: 
VQ = C 
.. ara circuitos en serie1C =
1
C1
+ 1C2 +
1
C3
+ . + 1Cn ← P 
.. Para circuitos en paralelo C = C1 + C2 + . + Cn ← 
EE 100%% = ||
| V p
V −Vp l ||
|
x 
E 00% EE % = 1 − % 
 
Resolviendo circuito en serie: 
 
.24x10 [1/F ] C .2122x10 [F ]1C =
1
2.2x10 [F ]−13
+ 1
2.7x10 [F ]−13
= 8 12 → = 1 −13 
Resolviendo circuito en paralelo: 
.2122x10 [F ] 1.5x10 [F ] .71x10 [F ]Ceq = 1 −13 + −13 = 2 −13 
.71x10 [F ] .5[V ] .068x10 [C]Qeq = 2
−13 · 1 = 4 −13 
 
Comparando: 
EE 100% .04% % = || 4.07x10 −13
4.07x10 −4.068x10 −13 −13 |
| x = 0 
E 00% .04% 9.95% % = 1 − 0 = 9 
 
 
Conclusiones: 
 
 
Actividad 4​ ​Capacitores polarizados y sus valores nominales. 
 
Observe el vídeo P6A4, comente con su profesor lo que sucede y las causas. En el 
siguiente espacio anota si el capacitor sufrió algún daño y si así fue registra, para qué valor 
de diferencia de potencial ocurrió; compara este valor con la diferencia de potencial 
nominal. Anota tus observaciones. 
 
En el video se muestra la caja destructiva conectada a una fuente de poder, dentro de la 
caja se encuentra un capacitor electrolítico polarizado, el cual opera a una diferencia de 
potencial nominal máxima de 25 [V]. 
 
 
Posteriormente se enciende la fuente de poder para generar corriente eléctrica, a 
continuación se puede observar como explota el capacitor debido a que este se encontraba 
conectado o polarizado al revés con respecto a los cables para conexión y también debido a 
que se sobrepasó el valor nominal, en el video no se aprecia el valor de diferencia de 
potencial pero para que el capacitor explotara debió ser mayor al valor nominal, es decir, 
mayor a 25 [V]. 
 
 
 
 
El dieléctrico del capacitor es una resina la cual se descompuso por electrólisis al 
sobrepasar el valor nominal, produciendo gases al interior del recipiente de aluminio del 
capacitor provocando así, que explotara y produjera humo, como se pudo observar al final 
del video. 
 
Conclusiones: En esta actividad se pudo observar el comportamiento del capacitor y como 
los valores de diferencia de potencial afectan al mismo, en este caso, se apreciaron las 
consecuencias de sobrepasar la diferencia de potencial nominal dada por el fabricante y la 
importancia de la misma para definir un límite para evitar inconvenientes. 
 
Referencias 
 
● http://dcb.ingenieria.unam.mx/wp-content/themes/tempera-child/CoordinacionesAcad
emicas/FQ/MaterialFE/LFE_P09.pdf 
● Serway R., Jewett J. (2009) Física para ciencias e ingeniería con física moderna. 
Vol. 2. (7aedición.) México: Cengage Learning. 
● Jaramillo, G. A., Alvarado, A. A. (2008) Electricidad y Magnetismo. (Reimpresión 
2008.) México: Trillas. 
 
 
http://dcb.ingenieria.unam.mx/wp-content/themes/tempera-child/CoordinacionesAcademicas/FQ/MaterialFE/LFE_P09.pdf
http://dcb.ingenieria.unam.mx/wp-content/themes/tempera-child/CoordinacionesAcademicas/FQ/MaterialFE/LFE_P09.pdf