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Electricidad y Magnetismo
Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Estudios Superiores
Plantel Aragón
INGENIERIA ELECTRICA
CLASE “ELECRTRICIDAD Y MAGNETSIMO”
TRABAJO
TEMA: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
GRUPO:8510
NOMBRE DEL PROFESOR: RODOLFO ZARAGOZA BUCHAIN
NOMBRE DEL ALUMNO: CORTES HERNANDEZ RICARDO 
FECHA DE ENTREGA: NOVIEMBRE DEL 2022
LABORATORIO N° 03: CAPACIDAD ELECTRICA 
I. OBJETIVOS:
· Determinar la relación que existe entre el voltaje de los condensadores conectados en serie y paralelo.
· Describir el comportamiento de la carga de los condensadores conectados en serie y paralelo.
· Comparar valores teóricos y prácticos de los condensadores.
II. CONCEPTO A AFIANZAR
1. Circuito:
2. Fuente de alimentación:
3. Clases o tipos de condensadores:
4. Multímetro:
III. MARCO TEÓRICO:
Los condensadores, llamados tambien capacitores, se encuentran entre los componentes electrónicos más utilizados. De hecho, son uno de los componentes fundamentales de la electrónica, que es una rama de la electricidad. Los condensadores son importantes porque almacenan energía.
Los condensadores permiten estudiar dos conceptos importantes en la física: el campo y la energía. Entre las diversas aplicaciones podemos nombrar dos: la producción de circuitos oscilantes para la emisión de ondas electromagnéticas (radio, televisión, teléfonos móviles, etc.) y de almacenamiento de energía para generar corrientes eléctricas de gran intensidad.
Condensador o capacitor
Un conjunto de dos conductores, llamados de placas, separadas por un medio aislante.
Capacitancia:
La capacitancia es la capacidad de almacenar cargas eléctricas. Es la razón entre la carga positiva q de la placa positiva y la diferencia de potencial ddp positiva VAB entre ellas:
		(1)
La capacitancia de un conductor depende de su geometría y del medio donde se encuentra. La unidad de capacitancia en el SI es el Faraday, que es Coulomb por Volt ([F]=C/V). En diagramas de circuitos los capacitores son representados por los símbolos que aparecen en la Figura 1, a continuación:
FIGURA 1: Símbolos eléctricos de los condensadores
ASOCIACIÓN DE CONDENSADORES:
las asociaciones más sencillas de los condensadores son en serie y paralelo, las cuales tienen la propiedad de poderse simplificar en un solo condensador equivalente, que desempeñe las mismas funciones que todo el sistema en conjunto, así:
Condensadores en paralelo 
La ddp en cada condensador es la mismo, y la carga en el condensador i-ésimo está dada por Qi=VCi y la capacitancia de cada condensador por Ci=QiV. La carga total es
FIGURA 2: Circuito de condensadores en paralelo
 
Así pues, se puede obtener una capacitancia equivalente:
		(2)
Aplicando la relación q =CV a cada condensador se obtiene:
	(3)
La carga total en la combinación es:
	(4)
Condensadores en Serie 
 La carga de cada condensador es la misma y la ddp en el condensador i-ésimo está dada por
FIGURA 3: Circuito de condensadores en serie
Así pues, se puede obtener una capacitancia equivalente:
		(5)
Aplicando la ecuación (1) desarrollando entonces quedara V =q/C a cada condensador se obtiene:
		(6)
Acomodando entonces para obtener V total, quedará:
		(7)
IV. MATERIALES Y EQUIPOS:
1. Cuatro capacitores de diferente lectura de capacitancia y de tipo: electrolítico, cerámico, tántalo, etc. 
2. Una fuente de alimentación.
3. Un protoboard.
4. Cables de conexión.
5. Una resistencia de 1kΩ. 10 Kω 
6. Un multímetro.
7. Cables.
V. PROCEDIMIENTO:
a) PARTE 1: CÁLCULO DEL CONDENSADOR MEDIANTE EL MULTIMETRO
1. Separar los condensadores electrolíticos, de cerámico y/o tántalo. 
2. Para los condensadores del tipo cerámico guíate de la siguiente tabla
3. Tome el Multímetro y ponga la perilla en la posición de F o 2mF que corresponda a la escala más alta. Seguidamente conecte las puntas de prueba (roja en el conector +V y negra al COM). Usted debe ensayar el instrumento uniendo las puntas de prueba entre sí.
4. Escoger condensador por condensador del tipo electrolítico, mediante la ayuda del voltímetro registre el valor en la tabla 1.
5. Luego escoger los condensadores de cerámico y /o tántalo y anotar su valor en la tabla 2.
b) PARTE 2: CÁLCULO DEL CAPACITANCIA EQUIVALENTE
6. Seleccione tres capacitores y mida con el voltímetro la capacitancia de cada uno por separado.
7. Arme el circuito como se muestra en la ilustración 1 en el protobard, conecte los tres capacitores en serie y mida la capacitancia de esta asociación. Ilustración 1: Circuito de condensadores conectado en serie
Al circuito armado conecte la fuente de alimentación con un voltaje de 12 V. Tener cuidado al conectar los terminales positivo y negativo respectivamente como se indica.
8. Luego mida el voltaje para cada condensador con la ayuda del multímetro. Recuerde que para medir la diferencia de tensión se conecta en paralelo. Anote la medida de los voltajes adquiridos y anote en la Tabla 2.
9. Luego ensamble el circuito 2 conectado los mismos condensadores en paralelo tal como se muestra en la ilustración 2. Repita los procedimientos anteriores y completar la Tabla 3.
Ilustración 2: Circuito de condensadores conectados en paralelo
VI. PROCEDIMIENTO DE LOS DATOS Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
Tabla 1: Cálculo del capacitor medido por multímetro y tabla de fabricación
	Condensadores
	Valor 
referencial
VREF
	Valor experimental
VEXP
	EA
	ER
	E%
	C1
	100 nF
	94 nF
	6 nF
	0.06
	6%
	C2
	5600 uF
	4600 uF
	1000 uF
	0.18
	18%
	C3
	2087 uF
	2200 uF
	113 uF
	0.05
	5%
	C4
	1000 uF
	975.4 uF
	24.6 uF
	0.025
	2.5%
	C5
	6.8 uF
	7.27 uF
	0.47 uF
	0.069
	6.9%
	C6
	5.2 uF
	2.3 uF
	2.9 uF
	0.558
	55.8%
Tabla 2: Cálculos del circuito de capacitores en serie 
	
	C1
	C2
	C3
	VTOTAL
	E%
	VREF
	100 uF
	1 uF
	47 uF
	148 uF
	19.6%
	VEXP
	112.3 uF
	0.982 uF
	63.71 uF
	176.99 uF
	
	VOLTAJE TEÓRICO
	V1=0.1 v
	11.73 v
	0.18 v
	12.01 v
	0.08%
	VOLTAJE EXPERIMENTAL
	7.71 v
	1.96 v
	2.35 v
	12.02 v
	
CALCULO DE VOLTAJE TEORICO:
 
Tabla 3: Cálculos del circuito de capacitores en paralelo
	
	C1
	C2
	C3
	VTOTAL
	E%
	VREF
	100 uF
	1 uF
	47 uF
	148 uF
	19.6%
	VEXP
	112.3 uF
	0.9824 uF
	63.71 uF
	179.99 uF
	
	VOLTAJE TEÓRICO
	12 v
	12 v
	12 v
	12 v
	0.583%
	VOLTAJE EXPERIMENTAL
	12.07
	12.07
	12.07
	12.07 v
	
	CARGA ref.
	1200 uC
	12 uC
	564 uC
	1776 uC
	9.9%
	CARGA exp.
	1426.21 uC
	12.48 uC 
	161.29 uC
	1599.98 uC
	
VII. CUESTIONARIO:
1. ¿Cuáles son las partes básicas de un capacitor y por qué es un buen dispositivo para almacenar carga? 
consta de tres partes esenciales.
· Placas metálicas: Estas placas se encargan de almacenar las cargas eléctricas.
· Dialéctico o aislante: Sirve para evitar el contacto entre las dos placas.
· Carcasa de plástico: Cubre las partes internas del capacitor.
Un capacitor consta de dos conductores, los cuales deben de estar separados por un material tipo dieléctrico. En el caso de la botella de Leyden, esta tiene dos piezas de metal; una dentro y otra por fuera, y estas están separadas por vidrio que actúa como material dieléctrico.
2. Utilizando la regla para la conexión de condensadores en serie y los valores de la Tabla 2, calcule la capacitancia equivalente para el circuito N◦1.
3. Utilizando la regla para la conexión de condensadores en paralelo y los valores de la Tabla 3, calcule la capacitancia equivalente para el circuito N◦1.
4. Según lo encontrado analiticamente y experimentalmente para cada condensador. Calcule el error porcentual Erel(%) y registrelos en la tabla 1, tabla 2 y la tabla 3 respectivamente.
5. En base a los resultados obtenidos en el experimento para la asociación de capacitores en serie y en paralelo ¿se puede afirmar que la expresión que gobierna dichos arreglos, es correcta? Justifique su respuesta en base al análisis de los resultados.
Para el caso en paralelo los resultados obtenidos con la expresión teórica y los resultados medidos directamente con el capacitómetro fueron muy similares. En el casodel arreglo en serie se obtuvo una diferencia porcentual bastante considerable.
6. En un capacitor de placas paralelas ¿Cómo se puede aumentar su capacitancia?
Colocando un material dieléctrico con una constante dieléctrica grande entre las placas.
7. ¿Qué determina la diferencia de potencial que puede soportar un capacitor? ¿Tiene qué ver el material dieléctrico que se encuentre entre sus placas?
Como la capacitancia se define como: C= Q/V. Podemos calcular la diferencia de potencial con la expresión anteriormente, con el material dieléctrico podemos tener control sobre el valor de y por lo tanto si queremos aumentar la diferencia de potencial, debemos reducir la capacitancia.
VIII. CONCLUSIONES:
 En un circuito, la capacitancia depende de cómo estén conectados los capacitores; pueden estar en serie o en paralelo.
Los capacitores formados de dos materiales conductores y un material dieléctrico, tienen la capacidad de almacenar carga eléctrica. Los materiales dieléctricos son materiales no conductores que modifican la capacitancia de un capacitor. 
IX. BIBLIOGRAFIA:
· Serway, A. R. y Faughn, J. S., Física, (Pearson Educación, México, 2001).
· Hewitt, P. G, Física conceptual, (Pearson Educación, México, 1999).
· Fishbane, Paúl; Gasiorowicz, Stephen. Física para ciencias e ingeniería. Madrid: Prentice Hall Hispanoamericana, 2008.
· Raymond A. Serway y John W. Jewett, Física para Ciencias e Ingeniería con Física Moderna Vol.
· https://www.ingmecafenix.com/electronica/el-capacitor/
	
	
	Laboratorio n° 3: CAPACIDAD ELECTRICA	14