437263375-Laboratorio-Virtual-de-Capacitancia-y-Condensadores

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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
Introducción
Uno de los recursos más importantes que tenemos los seres humanos es la energía, la cual es necesaria para que se puedan realizar todos los procesos vitales de la tierra, para ello se requiere el buen aprovechamiento de ella, por tal motivo muchos científicos se han dedicado a encontrar la mejor manera de utilizar o aprovechar dicho recurso el cual puede ser generado en grandes cantidades por descargas eléctricas para luego ser almacenadas y posteriormente distribuidas.
Por esta razón el hombre ha creado dispositivos especiales denominados capacitores, formados por dos conductores o armaduras, generalmente en forma de placas o láminas separados por un material dieléctrico (materiales que no conducen la electricidad) que, sometidos a una diferencia de potencial adquieren una determinada carga eléctrica a esta propiedad de almacenamiento de carga se le denomina capacidad o capacitancia
En esta práctica virtual, se realizó un experimento mediante simulación computacional, en el cual se utilizando un software de simulación para circuitos eléctricos, la práctica consistió en comprobar la relación que existe entre la diferencia de potencial existente entre las distintas placas del condensador y la carga eléctrica almacenada en este4.
Objetivos
Objetivo General
Determinar la relación entre la diferencia de potencial, la carga almacenada y la capacitancia cuando se asignan valores arbitrarios a los condensadores y a la fuente de voltaje en los distintos circuitos utilizando un software de simulación.
Objetivos Específicos
· Establecer una relación el voltaje V y la carga Q
· Establecer una relación la carga Q y la capacitancia C
· Establecer la relación entre el voltaje V y la capacitancia C
· Determinar la carga total de los condensadores en paralelos, series y mixtos 
· Determinar la capacitancia equivalente de capacitores combinados en serie, paralelo y mixtos.
Marco teórico
Capacitancia
Es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacitancia también es una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para un potencial eléctrico dado1. El dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el condensador. La relación entre la diferencia de potencial existente entre las placas del condensador y la carga eléctrica almacenada en éste, se describe mediante la siguiente ecuación:
donde;
C: Capacidad, medida en faradios
Q: Carga eléctrica almacenada, medida en Culombios
V: es la diferencia de potencial, medida en voltios.
 La mayor parte de los capacitores tienen una capacitancia entre 1 pF (picofaradio = 10-12 F) y 1 µF (microfaradio = 10-6 F).
La capacitancia C es una constante para un capacitor dado y su valor depende de la estructura del capacitor mismo.
Se denomina dieléctricos a los materiales que no conducen la electricidad, por lo que pueden ser utilizados como aislantes eléctricos. Algunos ejemplos de este tipo de materiales son el vidrio, la cerámica, la goma, la mica, la cera, el papel, la madera seca, la porcelana, algunas grasas para uso industrial y electrónico y la baquelita. Los dieléctricos se utilizan en la fabricación de condensadores, para que las cargas reaccionen. Cada material dieléctrico posee una constante dieléctrica k. que es conocida como a constante de proporcionalidad directa e inversamente proporcional hablando matemáticamente2.
Condensador
Un condensador es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total1.
Energía almacenada
El condensador almacena energía eléctrica en forma de campo eléctrico cuando aumenta la diferencia de potencial en sus terminales, devolviéndola cuando ésta disminuye3. Matemáticamente se puede obtener que la energía, E, almacenada por un condensador con capacidad C, que es conectado a una diferencia de potencial V, viene dada por:
Asociaciones de condensadores:
Al igual que la resistencia, los condensadores pueden asociarse en serie, paralelo o de forma mixta. En estos casos, la capacidad equivalente resulta ser para la asociación en serie:
Y en paralelo:
 
Metodología
Parte 1. Observación: se comenzó Manipulando el simulador, se hicieron observaciones de entradas y salidas del mismo, después se aumento y disminuyo las capacitancias y la fuente de voltaje, luego se anotaron los valores de salida y se determino la capacitancia máxima; por último, se repitió nuevamente lo anterior para las distintas configuraciones y sus respectivas anotaciones.
Parte 2. Condensadores en serie con capacitancia diferentes: se determino el circuito de condensadores mas adecuado para esta sección, después se mantuvo constante el voltaje de la fuente, asignada por el docente y se tomaron anotaciones de lo visto.
Parte 3. Condensadores en paralelo: se ubico el circuito con los condensadores en paralelo para esta y se asignaron distintos valores según el rango del simulador.
Parte 4. Configuración mixta: se ubicó la configuración con el circuito de forma mixta, luego se repitió el procedimiento de la parte 3 y por último con los datos obtenidos del experimento se calculo la carga de cada condensador y la carga total del circuito, por ultimo se compararon los resultados y se estableció la ley de carga para este tipo de asociación.
Conclusión
Para capacitores conectados en paralelo, la capacitancia equivalente del circuito es igual a la suma de cada capacitor individual. Al conectar capacitores en paralelo en un circuito el voltaje permanece constante a través de cada capacitor. Por la definición de capacitancia se infiere que la carga separada en los capacitores es directamente proporcional a la capacitancia. Al conectar los capacitores en serie ocurre un comportamiento diferente, la capacitancia equivalente se define como el inverso de la suma de los inversos de las capacitancias separadas. Cuando los capacitores son conectados en serie el voltaje se divide a través de los capacitores. Además, 
Bibliografía
1. Raymond A. Serway y John W. Jewett, Jr, Física para ciencias e ingeniería con física moderna. Vol2, 7 ed. México, D.F, Cengage Learning. 
2. Serway, Jewtt. “Física para Ingeniería”. Volumen II. Sexta edición. Editorial Thomson. México, 2005.
3. Tripler, Mosa. “Física para la Ciencia y Tecnología”. Volumen II. Quinta edición. Editorial Reverte. España, 2008.
4. Laboratorios virtuales, Capacitancia y Condensadores. Eléctricos y Magnetismo, Guía de laboratorios, Física II, Departamento de Ciencias Básicas, Universidad Del Magdalena.
Anexos 
	Condensador en series
	Condensador en paralelo
	
Condensador mixto
PARTE 2. CONDENSADORES EN SERIE-CON CAPACITANCIAS DIFERENTES
 
Tabla 2.1
	CAPACITORES Y CAPACITANCIA
	
	VOLTAJES
	
	CARGA
	C1
	20F
	
	V1
	4,8V
	
	Q1
	9,7C
	C2
	30F
	
	V2
	3,2V
	
	Q2
	9,7C
	C3
	50F
	
	V3
	1,9V
	
	Q3
	9,7C
	F Volt
	10V
	
	
	
	
	
	
	Cequiv
	9,7F
	
	
	
	
	Qtotal
	9,7C
Tabla 2.2
	CAPACITORES Y CAPACITANCIA
	
	VOLTAJES
	
	CARGA
	C1
	60F
	
	V1
	2,4V
	
	Q1
	1,4C
	C2
	30F
	
	V2
	4,8V
	
	Q2
	1,4C
	C3
	50F
	
	V3
	2,,9V
	
	Q3
	1,4C
	F Volt
	10V
	
	
	
	
	
	
	Cequiv
	1,4F
	
	
	
	
	Qtotal
	1,4C
Tabla 2.3
	CAPACITORES Y CAPACITANCIA
	
	VOLTAJES
	
	CARGA
	C1
	70F
	
	V1
	4,2V
	
	Q1
	2,9C
	C2
	60F
	
	V2
	4,9V
	
	Q2
	2,9C
	C350F
	
	V3
	5,9V
	
	Q3
	2,9C
	F Volt
	15V
	
	
	
	
	
	
	Cequiv
	2F
	
	
	
	
	Qtotal
	2,9C
PARTE 3: CONDENSADORES EN PARALELO
Tabla 3.1
	CAPACITORES Y CAPACITANCIA
	
	VOLTAJES
	
	CARGA
	C1
	20F
	
	V1
	1V
	
	Q1
	2C
	C2
	30F
	
	V2
	1V
	
	Q2
	3C
	C3
	50F
	
	V3
	1V
	
	Q3
	5C
	F Volt
	10V
	
	
	
	
	
	
	Cequiv
	1F
	
	
	
	
	Qtotal
	1C
Tabla 3.2
	CAPACITORES Y CAPACITANCIA
	
	VOLTAJES
	
	CARGA
	C1
	60F
	
	V1
	1V
	
	Q1
	6C
	C2
	30F
	
	V2
	1V
	
	Q2
	3C
	C3
	50F
	
	V3
	1V
	
	Q3
	5C
	F Volt
	10V
	
	
	
	
	
	
	Cequiv
	1,4F
	
	
	
	
	Qtotal
	1,4C
Tabla 3.3
	CAPACITORES Y CAPACITANCIA
	
	VOLTAJES
	
	CARGA
	C1
	70F
	
	V1
	1,5V
	
	Q1
	1,1C
	C2
	60F
	
	V2
	1,5V
	
	Q2
	9C
	C3
	50F
	
	V3
	1,5V
	
	Q3
	7,5C
	F Volt
	15V
	
	
	
	
	
	
	Cequiv
	1,8F
	
	
	
	
	Qtotal
	2,7C
PARTE 4: CONFIGURACION MIXTA 
Tabla 4.1
	CAPACITORES Y CAPACITANCIA
	
	VOLTAJES
	
	CARGA
	C1
	20F
	
	V1
	6,9V
	
	Q1
	1,4C
	C2
	30F
	
	V2
	6,9V
	
	Q2
	2,1C
	C3
	50F
	
	V3
	3,1V
	
	Q3
	1,6C
	C4
	60F
	
	V4
	3,1V
	
	Q4
	1,9C
	F Volt
	10V
	
	
	
	
	
	
	Cequiv
	3,4F
	
	
	
	
	Qtotal
	3,4C
Tabla 4.2
	CAPACITORES Y CAPACITANCIA
	
	VOLTAJES
	
	CARGA
	C1
	60F
	
	V1
	5V
	
	Q1
	3C
	C2
	30F
	
	V2
	5V
	
	Q2
	1,5C
	C3
	50F
	
	V3
	5V
	
	Q3
	2C
	C4
	40F
	
	V4
	5V
	
	Q4
	1,5C
	F Volt
	10V
	
	
	
	
	
	
	Cequiv
	4,5F
	
	
	
	
	Qtotal
	4,5C
Tabla 4.3
	CAPACITORES Y CAPACITANCIA
	
	VOLTAJES
	
	CARGA
	C1
	70F
	
	V1
	5,7V
	
	Q1
	4C
	C2
	60F
	
	V2
	5,7V
	
	Q2
	3,4C
	C3
	50F
	
	V3
	9,3V
	
	Q3
	4,7C
	C4
	30F
	
	V4
	9,3V
	
	Q4
	2,8C
	F Volt
	15V
	
	
	
	
	
	
	Cequiv
	5F
	
	
	
	
	Qtotal
	7,4C