Presentacin de PowerPoint

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1Integrante n 1:primo flores, alexander

DEFINICIN DE UN CAPACITORConocidos tambin como condensadores son dispositivos que permiten almacenar energa elctrica. En un circuito pueden estar asociados en serie paralelo o mixto, tal como lo hacen las resistencias.

DISEO DE UN CAPACITOREst formado por dos conductores, denominan placas, muy cercanos entre si. Entre ellas se coloca un dielctrico que permite aislar las placas entre si. La figura muestra un esquema de un capacitor de placas paralelas, aislado, en este caso, por aire. Existen otros dielctricos tales como vidrio, papel humedecido con parafina etc.

Se pueden construir condensadores de gran capacitancia y poco volumen usando como armaduras hojas metlicas, separadas por un dielctrico (generalmente papel parafinado), y enrollado, tal como muestra la figura.

CAPACITANCIALa capacitancia C de un conductor se define como la razn de la carga Q en el conductor al potencial V producido.

CAPACITANCIA DEL CAPACITOR DE PLACAS PARALELAS

CAPACITANCIA DEL CAPACITOR CILNDRICO

CAPACITANCIA DEL CAPACITOR ESFRICO

1integrante n 2.lopez flores, jose

MTODOS DISPONIBLES PARA MEDIR LA CAPACITANCIA

ITEM 1:Los mtodos para medir la capacitancia pueden clasificarse como mtodos null, que bastante generalmente implican el uso de puentes, y mtodos de desviacin, en el que algunas caractersticas, usualmente la impedancia, se miden con la ayuda de instrumentos de indicacin. En las ecuaciones que siguen

1Es conveniente representar un condensador como consistiendo en una capacitancia C (faradios) en serie con una resistencia r (ohmios) tales como:

La prdida de potencia, para un voltaje impresionado E (voltios), es:

Hay instrumentos ms sofisticados que permiten medidas muy precisas, tales como los basados en un CIRCUITO PUENTE. Variando los valores de los otros tramos en el puente, a fin de que el mismo se equilibre, el valor del condensador desconocido ser determinado a partir de los valores de los otros condensadores patrn utilizados . El puente por lo general tambin puede medir los otros parmetros de resistencia e inductancia, de inters para los tcnicos. Mediante el uso de conexiones Kelvin y otras tcnicas de cuidado diseo, estos instrumentos pueden medir condensadores generalmente en un rango que abarca desde picofaradios a faradios.Los mtodos de puente para la comparacin de condensadores son preferidos sobre mtodos en los que la capacitancia se determina en trminos de inductancia, ya que es simple apantallar condensadores de forma que sus valores son completamente independientes de los objetos de los vecinos y sus campos elctricos son completamente confinados, mientras los campos magnticos de los inductores no pueden ser confinados. Los voltajes de error pueden entrar puentes a travs del acoplamiento de un inductor con un campo externo, a travs de un acoplamiento mutuo con circuitos de corrientes parsitas inducidas por el inductor en objetos metlicos vecinos, etc.

A.-EL PUENTE DE SAUTY , mostrado en la siguiente figura, es una red de Wheatstone en la que los condensadores pueden ser comparados en trminos de un ratio de resistencia. Debe notarse que los ngulos de prdidas de los dos brazos de capacitancia deben ser iguales, as una resistencia en serie se inserta el ramal con el ngulo de prdida ms pequeo.

En el caso ilustrado, la resistencia S est en serie con el condensador de referencia Cs. En equilibrio:

B.-EL PUENTE DE SCHERING, mostrado en la siguiente figura tiene extensas aplicaciones para medir los ngulos de prdida de los cables de potencia de alto voltaje y aisladores de alto voltaje. Para este propsito, el voltaje de alimentacin es conectado como se muestra, y se hace una conexin de tierra en la unin de los ramales A y B de forma que los ajustes de equilibrio se hacen cerca del potencial de tierra.

Fig.2Los componentes ajustables son generalmente A y Cp. Es tambin comn encerrar el A, B, y ramas del detector en una pantalla puesta a tierra y proteger esta seccin de bajo voltaje en una pantalla puesta a tierra y proteger esta seccin de bajo voltaje contra posible descomposicin del espcimen de ensayo por un hueco de aire en paralelo al ramal A. Tal hueco puede ser ajustado para despertar a 100 V o as, y proporciona una trayectoria de resistencia puesta a tierra para descomponer la corriente desde el espcimen. Las ecuaciones de equilibrio son:

Usualmente, el condensador de referencia Cs es un condensador de aire de alto voltaje o gas comprimido con ngulo de defecto de fase despreciable, en cuyo caso los trminos de correccin en la ecuacin de equilibrio dejan de ser importantes.

El puente de Schering es tambin excelente para ser usado para la comparacin de condensadores de bajo voltaje. Para este propsito, se usa en su forma conjugada con los ramales del detector y alimentacin intercambiados para incrementar la sensibilidad. Cp debe, por supuesto, ser conectado a travs de los ramales A en vez del B si el ngulo de prdida de Cs es mayor que el de Cx, con la modificacin correspondiente de las ecuaciones de equilibrio. Cuando los ngulos de prdida Cs y Cx son ambos muy pequeos, los condensadores ajustables deben ser conectados a travs de los brazos A y B, y la diferencia en los ngulos de defecto de fase que ellos introducen en el puente deben ser igual a la diferencia en ngulos de prdida de Cs y Cx. Esta modificacin del puente se hace necesaria por el hecho de que la capacitancia de un condensador ajustable no puede ser reducida a cero en la construccin usual.

C.-EL PUENTE DEL TRANSFORMADOR, se ha desarrollado en la herramienta ms precisa disponible para la comparacin de condensadores, especialmente para los condensadores de tres terminales con apantallamiento completo. Un transformador de tres devanados se usa de forma que el ratio del puente es el ratio de los dos devanados secundarios del transformador que son de baja resistencia y uniformemente distribuida alrededor de un ncleo toroidal para minimizar la reactancia de prdida. Un ratio estable, conocido como mejor que 1 parte en 107, puede ser alcanzado de esta forma.Numerosos esquemas para el ajuste del equilibrio han sido usados exitosamente. Uno de estos, empleando divisores de voltaje inductivos, se muestra esquemticamente en la siguiente figura n3 pero simplificado omitiendo el apantallamiento necesario.

Fig 3.-La corriente en fase con la corriente principal se inyecta en la unin entre los condensadores que estn siendo comparados, C1 y C2, para equilibrar su desigualdad en magnitud. Esta corriente, a travs de un condensador C5, se controla ajustando la posicin de la toma en el divisor de voltaje inductivo B, suministrado desde un punto de la toma apropiada en el brazo del ratio del transformador principal. La corriente de cuadratura, para equilibrar la diferencia de fase entre C1 y C2, es similarmente inyectado a travs de R y el divisor de corriente C3/(C3+C4), controlada ajustando el punto de la toma en el divisor A. El divisor de corriente se usa de forma que R puede tener un valor razonable, unos pocos megaohmios en la mayora de los casos. En la red ilustrada, se asume que:

Donde NB es la fraccin del voltaje a travs de C2 que es impresionado en C5, esto es, el producto del ratio del punto de toma del transformador principal y el divisor B5 y NA es la fraccin correspondiente del voltaje a travs de C1 que es impresionado en R.

DielctricoConstante Dielctrica (K)Vaco1Aire1.0001Tefln2.0Polipropileno2.1Poliestireno2.5Policarbonato2.9Polister3.2FR-43.85.0Vidrio4.08.5Mica6.58.7Cermica6 a varios milesxido de Aluminio7xido de Tantalio11

ITEM 2: CONSIDERACIONES DE LAS MEDIDAS DE CAPACITANCIAS

Un capacitor es un componente electrnico capaz de almacenar energa como carga. Cada capacitor consiste de dos placas de material conductivo separadas por un dielctrico, el cual puede ser aire, papel, plstico, xido o cualquier otro tipo de aislante. La constante dielctrica, K, de un aislante representa su habilidad para almacenar carga.

Tabla 1. Valores K para Diferentes Materiales Dielctricos

Las propiedades elctricas de los aislantes presentan variabilidad con factores tales como temperatura, frecuencia, voltaje y humedad. Esta variabilidad y la construccin mecnica del capacitor crean un dispositivo no ideal. Una mejor representacin de capacitores del mundo real se muestra en el modelo equivalente en la Figura 4, la cual puede ayudarle a entender los diferentes elementos parsitos que estn presentes en un componente en el mundo real. Estos elementos parsitos impactan la impedancia del capacitor a diferentes frecuencias de prueba.

Fig. 4. Un Modelo de Diferentes Elementos Parsitos en un Componente en el Mundo Real que Pueden Impactar al Capacitor.La resistencia en paralelo, Rp, generalmente es un valor grande, y su efecto es significante slo cuando se mide capacitores con valores pequeos. La resistencia en serie equivalente, Rs, aunque tenga un valor pequeo, es importante en los capacitores con valores grandes, en donde la impedancia es pequea comparada a Rs y en donde se disipa una gran cantidad de potencia. La inductancia en serie, Ls, representa la atenuacin total de la inductancia y capacitancia a frecuencias ms altas. A bajas frecuencias, la capacitancia vara con la frecuencia y el nivel de la seal de prueba, debido a los cambios en las propiedades dielctricas. La grfica en la Figura 5 muestra un capacitor electroltico de aluminio de 2.2 F y 100 V medido a diferentes frecuencias. El error est referenciado a la medida utilizando una seal de prueba de 1 Vrms AC a 1 kHz.

Fig. 5. Un Capacitor Electroltico de Aluminio de 2.2 F y 100 V Medido a Diferentes FrecuenciasEstos factores causan que los capacitores tengan diferentes valores bajo condiciones variantes de temperatura, frecuencia y nivel de seal.

ITEM 3: En los ltimos aos se han desarrollado instrumentos de medicin de impedancia automatizados por la facilidad de disponer de microprocesadores. Algunos de estos usan las tcnicas de transformador mencionadas antes, usando rels para equilibrarlos seleccionando ratios computados por el microprocesador de los voltajes de salida del detector. Muchos tienen caractersticas de equilibrio de cuadratura puramente analgicas. Muchos puentes automatizados estn previstos para ensayar los componentes de precisin en un amplio rango de frecuencias y con corriente directa programable o parcial de voltaje. Sus rangos de exactitud pueden ir desde un pequeo porcentaje a frecuencias altas a 0,01 % o mejor a frecuencias de audio. Su calibracin se hace generalmente usando terminales de dos o tres valores fijos o estndares de 4 pares de terminales.

-Los detectores usados en mediciones de puente se seleccionan con relacin a la frecuencia e impedancia.Los galvanmetros de vibracin pueden usarse a frecuencias de potencia en circuitos de baja impedancia; discriminan bien contra armnicos y tienen alta sensibilidad, pero deben estar bien ajustados a la frecuencia de uso.-Analizadores de onda, que estn comercialmente disponibles con control de cristal interno, tienen tambin una banda de paso estrecha y un alto rechazo de frecuencias a cada lado. Pueden usarse con un preamplificador cuando se requiere la sensibilidad mxima, y es deseable que el preamplificador en s mismo sea bien ajustado en su primera etapa para mejorar el rechazo de ruido. Este sistema puede usarse a cualquier frecuencia a travs de la regin de audio.-Los osciloscopio de rayos catdicos tienen la sensibilidad adecuada (o usados con preamplificadores ajustados) hacen particularmente buenos los detectores null. Si un voltaje ajustable de fase desde un suministro de puente es impresionado en las placas horizontales y la seal de desequilibrio en el ramal del detector impresionado en las placas verticales,

El CAPACMETRO es un equipo de prueba electrnico utilizado para medir la capacidad o capacitancia de los condensadores. Dependiendo de la sofisticacin del equipo, puede simplemente mostrar la capacidad o tambin puede medir una serie de parmetros tales como las fugas, la resistencia del dielctrico o la componente inductivaFigura 5: Capacmetro digital..EQUIPOS SIMPLESMuchos MULTMETROS tambin contienen una funcin para medir capacidad pero no la mide sino la compara. Suelen operar mediante el proceso de la carga y descarga del condensador en virtud del aumento de la tensin resultante. La tensin vara de modo ms lento cuanto mayor sea la capacitancia. Estos dispositivos pueden medir valores en el rango de nanofaradios a unos pocos cientos de microfaradios. Cuando estemos trabajando comprobando condensadores en una placa, es mejor de-soldarlos debido a que el multmetro puede dar un valor errneo. Tambin es comn encontrar MEDIDORES LCR que permiten medir las magnitudes de inductancia, resistencia y capacitancia.Los instrumentos modernos por lo general incluyen una pantalla digital, as como modos de ensayos automatizados simples que permiten su uso en entornos de produccin.

ITEM 4: Cmo medir la capacitanciaLa capacitancia es la medida la cantidad de energa elctrica que est almacenada en un objeto, tal como un condensador usado en un circuito electrnico. La unidad para medir la capacitancia es el faradio, definida como 1 culombio de carga elctrica por voltio de diferencia de potencial. (En la prctica, el faradio es una unidad tan grande que la capacitancia se mide generalmente en unidades ms pequeas tales como el microfaradio, 1 milln de un faradio; la nanofaradios, billn de un faradio; o los picofaradios, 1 billonsima parte de un faradio). Los siguientes pasos son para medir la capacitancia cuando conoces la carga y el voltaje de un condensador.

PASOS:1.-AVERIGUA CUNTA CARGA LLEVA EL CONDENSADOR. A menudo es difcil medir la carga directamente. Sin embargo, debido a que la unidad de corriente, el amperio, se define como 1 culombio por segundo, si conoces la corriente y la cantidad de tiempo en que se aplica la corriente tambin es conocida, es posible calcular la carga. (En otras palabras, 1 culombio tambin es 1 amperio-segundo). Simplemente puedes dividir los amperios por el tiempo en segundos para obtener la carga en culombios. Por ejemplo, si el condensador tiene una corriente de 20 amperios que se le aplica durante 5 segundos, la carga es 20 veces 5, 100 culombios.

2.- MIDE EL VOLTAJE. El voltaje puede ser medido con un voltmetro o el valor de voltaje en un multmetro. Para cumplir el propsito de este ejemplo, asumiremos que el voltaje medido es de 10 voltios.

3.-DIVIDE LA CANTIDAD DE CARGA POR EL VOLTAJE. Para un condensador que lleva una carga de 100 culombios y una diferencia de potencial de 10 voltios, la capacitancia sera 100 dividido entre 10, 10 faradios.

MEDICIN DE LA CAPACIDAD DEL CONDENSADOR ROTATIVO

Cmin = 29 pFC = 269 pFCmax = 520 pFITEM 5: COMO MEDIR CAPACITORES CON UN AMPERIMETRO

Sencillo , eficaz y preciso es el mtodo que utilizando una pinza amperimtrica y 15 vueltas de cable se puede establecer con mucha precisin la capacitancia de los capacitores.Multiplicando por 15 el pequeo amperaje que toma el ampermetro y nos da automticamente, traducindole en microfaradios.Nota: No funciona con capacitores electrolticos por que no se le puede aplicar corriente alterna a este tipo de capacitores

ITEM 6:CONSEJOSUno puede comprar medidores para probar la capacitancia directamente o multmetros que incluyan una funcin para probar la capacitancia.Los seres humanos tambin son condensadores. Cada vez que arrastras uno los pies sobre una alfombra, o se deslizas a travs de un asiento de automvil o se peina el cabello, estn creando una carga elctrica esttica. Su capacitancia depende de su tamao, postura y cercana a otros conductores elctricos.La capacitancia de un objeto es inversamente proporcional a su resistencia con respecto al tiempo. Cuanto mayor sea la capacitancia, menor es la resistencia; entre menor es la capacitancia, mayor ser la resistencia

1Integrante n3:salinas Lpez, Jos Luis Eduardo

DielctricoSe le llama as al material mal conductor deelectricidad, por lo que puede ser utilizado comoaislante dielctrico, y adems si es sometido a uncampo elctrico externo, puede establecerse en l uncampo elctricointerno.Para obtener una mayor eficiencia en los capacitores, se inserta un dielctrico, el cual produce un efecto sobre el campo y potencial elctrico entre las placas consiguiendo una mayor rigidez dielctrica, variando la capacitancia, como se muestra en la siguiente figura:

Capacidad diElctricaLa insercin de un dielctrico entre las placas de un capacitor, ocasiona una polarizacin del dielctrico que da como resultado una reduccin del campo elctrico y como consecuencia una cada en la diferencia de potencial, produciendo un incremento en la capacitancia.La capacitancia C de un capacitor con un dielctrico entre sus placas estadado por la formula: C= kCo = KeoA o C = eA d d donde: K= constante dielctrica( adimensional)Co= capacitancia con vaco entre las placas (uF) o (F)eo= permisibilidad del vaco= 8.85x10-12 C2/ Nm2A = rea de una de las placas (m2)d= separacin de las placas ( m)e= permisibilidad del dielctrico

CONSTANTE DIELECTRICA PARA DIFERENTES MATERIALES A mayor valor de la constante dielctrica mejor nivel de conductividad elctrica.

Factores de disipacin y prdidas dielctricas

Cuando aplicamos una corriente alterna a un dielctrico perfecto, la corriente adelantar al voltaje en 90, sin embargo debido a las prdidas, la corriente adelanta el voltaje en solo 90-, siendo el ngulo de prdida dielctrica. Cuando la corriente y el voltaje estn fuera de fase en el ngulo de prdida dielctrica se pierde energa o potencia elctrica generalmente en forma decalor.

El factor de disipacin est dado por: FD=Tan y el factor de prdida dielctrica es: FP=KTan .

Cuando la corriente y el voltaje estn fuera de fase en el ngulo de prdida dielctrica se pierde energa o potencia elctrica generalmente en forma decalor.

El dielctrico permite una menor separacin entre las placas del capacitor evitando que haya contacto.

El dielctrico incrementa la capacitancia del capacitor. se pueden emplear voltajes mayores sin que se corra el riesgo de romperse el dielctrico.

El dielctrico proporciona generalmente una mayor resistencia mecnica VENTAJAS:

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