CP_EI_P4_Díaz_Recalde_Ron - Edwin (1)

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Práctica N°4: Elementos Capacitivos 
Fabiana Alejandra Recalde Mendoza, Edwin Alexander Ron Loaiza, Génesis Ivonne Díaz Cuenca, GR3S3, 
fabiana.recalde@epn.edu.ec, edwin.ronloaiza@epn.edu.ec, genesis.diaz@epn.edu.ec 
Laboratorio de Electrónica Industrial, Facultad de Ingeniería Mecánica, Escuela Politécnica Nacional 
Ing. Christian Tapia, lunes 20 de junio de 2022, 9:00 – 10:00.
 
 
Resumen— Para esta práctica que fue realizada sobre 
elementos capacitivos tuvo el propósito de controlar y verificar el 
funcionamiento de capacitores en corriente continua y en corriente 
directa, variando con potenciómetros. También, utilizando un 
osciloscopio, es posible calcular los tiempos de carga y descarga del 
condensador. Y finalmente, se observó la diferencia de fase entre 
la corriente y el voltaje en el circuito RC. 
Palabras claves—elementos capacitivos, potenciómetros, 
osciloscopio, condensador. 
Abstract— For this practice that was carried out on capacitive 
elements, it had the purpose of controlling and verifying the 
operation of capacitors in direct current and direct current, 
varying with potentiometers. Also, using an oscilloscope, it is 
possible to calculate the charging and discharging times of the 
capacitor. And finally, the phase difference between current and 
voltage in the RC circuit was observed. 
 
Keywords— capacitive elements, potentiometers, oscilloscope, 
capacitor 
I. CUESTIONARIO 
 
1.1. Presentar una captura del osciloscopio con el tiempo de 
carga y descarga del capacitor para cada caso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3. Carga del capacitor del Circuito RC para 
resistencia de 3kΩ. 
Figura 4. Carga del capacitor del Circuito RC para 
resistencia de 3kΩ. 
 
Figura 1. Circuito RC para fuente DC con una resistencia de 
3kΩ. 
Figura 5. Circuito RC para fuente DC con una resistencia de 
5kΩ. 
Figura 2. Carga del capacitor del Circuito RC para 
resistencia de 5kΩ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 10. Circuito RC para una fuente AC en su mínima resistencia 
0kΩ. 
 
Figura 11. Señal para resistencia de 0kΩ. 
 
Figura 12. Circuito RC para una fuente AC con una resistencia de 
1kΩ. 
Figura 6. Descarga del capacitor del Circuito RC para 
resistencia de 5kΩ. 
Figura 8. Carga del capacitor del Circuito RC para 
resistencia de 7kΩ. 
Figura 9. Descarga del capacitor del Circuito RC para 
resistencia de 7kΩ. 
Figura 7. Circuito RC para fuente DC con una resistencia de 
7kΩ. 
 
 
Figura 13. Señal para resistencia de 1kΩ. 
 
Figura 14. Circuito RC para una fuente AC con una resistencia de 
2kΩ. 
 
 
Figura 15. Señal para resistencia de 2kΩ. 
 
Figura 16. Circuito RC para una fuente AC con una resistencia de 
3kΩ. 
 
Figura 17. Señal para resistencia de 3kΩ. 
1.2. Presentar un cuadro en el que se incluyan los tiempos 
de carga y descarga teóricos, los reales obtenidos en la 
simulación y los errores porcentuales. Presentar un 
ejemplo de cada cálculo realizado para llenar este 
cuadro. 
 
 
 
Resistencia 
Real Teórico 
%Error 
Carga 
%Error 
Descarga 
Tiempo 
de 
carga 
Tiempo 
de 
descarga 
Tiempo 
de 
carga 
Tiempo 
de 
descarga 
[kΩ] [s] [s] [s] [s] 
3 17.2 16.3 15 15 14.67 8.67 
5 25.5 24.07 25 25 2 3.72 
7 37.7 38.2 35 35 7.71 9.14 
Tabla 1. Valores de tiempo de carga y descarga 
 
Las ecuaciones para el tiempo de carga y descarga de un 
capacitor están dadas por: 
 𝑡𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 5𝑅𝐶 (1) 
 𝑡𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 5𝑅𝐶 (2) 
 
Se aplican las fórmulas de (1) y (2) para un capacitor de 
1000 F con las resistencias de 3 [kΩ]: 
-Tiempo de carga: 
𝑡𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 5𝑅𝐶 
𝑡𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 5(3𝑥10
3 ∗ 1000𝑥106) 
𝑡𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 15 [𝑠] 
- Tiempo de descarga: 
𝑡𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 5𝑅𝐶 
𝑡𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 5(3𝑥10
3 ∗ 1000𝑥106) 
𝑡𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 15 [𝑠] 
 
Para obtener el %Error de carga y descarga para las 
resistencias de 3 [kΩ], se utiliza la siguiente ecuación: 
 %𝐸 =
|𝑡𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜−𝑡𝑟𝑒𝑎𝑙|
𝑡𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
∗ 100 (3) 
-%Error de carga: 
%𝐸𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
|𝑡𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑡𝑟𝑒𝑎𝑙|
𝑡𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
∗ 100 
%𝐸𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
|15 − 17.2|
15
∗ 100 
%𝐸𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 14.67 
-%Error de descarga: 
%𝐸𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
|𝑡𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑡𝑟𝑒𝑎𝑙|
𝑡𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
∗ 100 
%𝐸𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 =
|15 − 16.3|
15
∗ 100 
%𝐸𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 8.67 
 
1.3. Comentar sobre los errores encontrados, así como 
identificar posibles causas y soluciones. 
Analizando los resultados de los errores obtenidos, se 
observa que el error no pasa del 20%, por lo que los 
valores se pueden decir que son pequeños. Los factores 
que suelen incidir en los errores puede ser la escala del 
osciloscopio digital del software y el uso de los cursores 
al momento de tomar los datos, por lo que para tomar 
datos más exactos de los tiempos de carga y descarga se 
requiere trabajar con una escala mejor en el instrumento. 
1.4. Explique la utilidad del selector utilizado para 
implementar el circuito de la Figura 7. 
 
Figura 18. Circuito RC práctico en DC - Figura 7 de la guía 
Al selector se lo utiliza para reducir el puntero y de esta forma 
volver más fácil la visualización en el osciloscopio del paso de 
la corriente AC y visualizar de forma más fiable los tiempos de 
carga y descarga del condensador. 
 
1.5. Explique el funcionamiento del circuito de la Figura 7 
si no existiera la resistencia. 
Al quitar la resistencia del circuito anterior, el funcionamiento 
del capacitor se ve afectado porque debido a que no hay 
resistencia, el capacitor no se descargará, lo que reducirá la 
diferencia de potencial del capacitor. 
 
1.6. Presentar un cuadro en el que se incluyan los ángulos 
de desfase (en grados y en tiempo) teóricos, los reales 
obtenidos en la simulación y los errores porcentuales. 
Presentar un ejemplo de cada cálculo realizado para 
llenar este cuadro. 
Tabla 2. Desfase en milisegundos 
 t desfase 
R [kΩ] Teórico [ms] Experimental [ms] Error % 
1 1.607 0.56 65.15 
2 1.069 0.66 38.26 
3 0.776 0.75 3.35 
 
Tabla 3 Desfase en grados 
 𝜑 desfase 
R [kΩ] Teórico [º] Experimental [º] 
1 57.85 20.16 
2 38.51 23.76 
3 27.94 27 
 
Para calcular el ángulo de desfase teórico empleamos 
 
𝑋𝑐 =
1
2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑓 ∙ 𝐶
 
𝑋𝑐 =
1
2 ∙ 𝜋 ∙ 100 𝐻𝑧 ∙ 1 × 10−6 𝐹
 
𝑋𝑐 = 1591,54 
𝜑 = tan−1 (
−1591.54
1000
) 
𝜑 = 57.85° 
𝜑𝑚𝑠 =
57.85
100 ∗ 360
 
𝜑𝑚𝑠 = 1.61 𝑚𝑠 
 
 
1.7. Comentar sobre los errores encontrados, así como 
identificar posibles causas y soluciones. 
Los errores relativos se deben a distintos factores como 
posibles equivocaciones en las conexiones. Además, la toma de 
datos en el osciloscopio fue realiza por precisión y exactitud 
humana, por ende, los valores tomados en milisegundos no son 
los reales absolutos. 
En los cálculos teóricos siempre se tiene a tener un circuito 
ideal sin pérdidas ni consideraciones de tolerancia de los 
diferentes elementos del circuito como la resistencia o la 
capacitancia. 
 
1.8. Consulte cómo se calcula el ángulo de desfase en 
circuitos RLC (resistencia-inductancia-capacitancia). 
El ángulo de desface en circuito RLC se calcula: 
 
𝜑 = 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 (
𝑋𝑙 − 𝑋𝑐 
𝑅
) 
 
𝑋𝑙 = Reactancia inductiva [Ω] 
𝑋𝑐 = Reactancia capacitiva [Ω] 
R= Resistencia [Ω] 
 
𝑋𝑙 = 𝜔 ∗ 𝐿 
 
𝜔 = velocidad angular de la onda de la tensión o intensidad 
[rad/s] 
L = Coeficiente de autoinducción en Henrios [H] 
 
𝑋𝑐 = 
1
𝜔 ∗ 𝐶
 
 
C = Capacidad del condensador en faradios [F] 
 
𝜔 = 2 ∗ 𝜋 ∗ 𝑓 
 
𝑓 = frecuencia [Hz] 
 
1.9. Investigue las características de los capacitores de 
plástico, de mica, y de doble capa eléctrica. 
- Plástico 
Los capacitores de plástico tienen una estructura interna en 
forma de bobinas o multicapas.Su característica principal 
es su alta resistencia de aislamiento y su capacidad de 
funcionar a altas temperaturas. Además, es excelente su uso 
en condiciones de humedad. 
- Mica 
Los condensadores de mica son de alta frecuencia, estables 
y confiables debido a sus bajas pérdidas. Su estructura 
interna es ligera. Este material es capaz de almacenar carga 
y polarizarse en presencia de un campo eléctrico. 
- Doble Capa Eléctrica 
Estos dispositivos tienen una mayor capacitancia que un 
capacitor electrolítico. Su funcionamiento se basa en 
almacenar carga mediante una doble capa eléctrica que está 
formada por iones. 
II. CONCLUSIONES 
Díaz Cuenca Génesis Ivonne 
− Durante la simulación del segundo circuito, se pudo 
observar que las curvas senoidales variaban su 
comportamiento según se aumentaba la resistencia, el 
ángulo de desfase va en aumento conforma aumenta la 
resistencia. Sin embargo, el período de la onda senoidal 
de la fuente de voltaje inicial se mantenía constante. 
− Los cálculos teóricos y los valores determinaos 
experimentalmente del ángulo de desfase es posible 
presentarlo en valores de milisegundos con datos 
obtenidos por el osciloscopio y también por grados 
determinados mediante cálculos de transformación de 
unidades. 
Recalde Mendoza Fabiana Alejandra 
− De acuerdo con los circuitos RC, se concluye que la 
presencia de las resistencias en el circuito es de vital 
importancia, puesto a que, si no existieran, el capacitor 
se cargaría de manera abrupta hasta que alcance el 
voltaje de la fuente, y para el proceso de descarga, toda 
la energía se encontraría en el dieléctrico actuando 
como cortocircuito. 
− Finalmente, se concluye que el funcionamiento del 
capacitor en el proceso de carga almacena la energía en 
el dieléctrico hasta que logra alcanzar el valor del 
voltaje a trabajar, mientras que, en el proceso de 
descarga, la energía se disipa por las resistencias como 
se observan con los valores de 3[kΩ], 5[kΩ], 7[kΩ]. 
Ron Loaiza Edwin Alexander 
− Tal y como hemos podido comprobar con los datos 
obtenidos y los cálculos del ángulo de fase, se puede 
decir que el valor de la resistencia aumenta y el ángulo 
de fase disminuye, lo cual quiere decir que la fase es 
inversamente proporcional a la resistencia. 
− Ahora que hemos visto todo los anterior se conoce que 
un resistor es un componente electrónico que limita el 
flujo de corriente en un circuito, haciendo que el 
capacitor se vea afectado por la acción del resistor. 
 
III. RECOMENDACIONES 
Díaz Cuenca Génesis Ivonne 
− Es importante realizar los cálculos con las unidades de 
medición adecuados. Para no tener un análisis 
dimensional incorrecto. 
− Realizar las configuraciones necesarias en el 
osciloscopio para tener una posición dónde se pueda 
observar el comportamiento de las curvas. 
Recalde Mendoza Fabiana Alejandra 
− Al momento de visualizar y analizar el osciloscopio 
digital, se recomienda tener en cuenta las conexiones 
del circuito, de esta manera se sabrá que canal apagar y 
con cuales se trabajarán y así obtener una buena 
apreciación de las oscilaciones. 
− Para la toma de tiempo tanto de carga como descarga 
se recomienda el mayor análisis para la toma correcta 
de los datos, donde el porcentaje de error será menor al 
escoger la escala adecuada. 
Ron Loaiza Edwin Alexander 
− Se recomienda tener en cuenta el tiempo que tarda la 
curva en estabilizarse en el osciloscopio para colocar 
el puntero adecuado al medir la diferencia de fase y los 
tiempos de carga y descarga y evitar errores de 
adquisición de datos. 
− Se recomienda configurar correctamente el circuito 
RC para evitar problemas con malas conexiones 
cuando se alimenta con CA y CC. 
 
IV. REFERENCIAS 
 
 
[1] Tecnosalva, "Qué es y como funciona una LDR 
(resistencia dependiente de la luz )," 28 mayo 2020. 
[Online]. Available: https://www.tecnosalva.com/que-
es-y-como-funciona-una-ldr/#funcionamiento. 
[Accessed 19 junio 2022]. 
[2] "Electronica Plugandplay," [Online]. Available: 
https://www.electronicaplugandplay.com/component/ed
ocman/?task=document.viewdoc&id=86&Itemid=. 
[Accessed 18 Junio 2022]. 
[3] "Electrónica Unicrom," [Online]. Available: 
https://unicrom.com/alarma-sensible-a-la-luz-usando-
ldr/#:~:text=La%20alarma%20se%20activa%20cuando,
un%20sonido%2C%20se%20mantiene%20activa.. 
[Accessed 18 Junio 2022]. 
[4] «Area Tecnologia,» [En línea]. Available: 
https://www.areatecnologia.com/electricidad/circuitos-
rlc-paralelo.html. [Último acceso: 29 Junio 2022].