UNIVERSIDAD DE LA COSTA FACULTAD DE INGENIERÍAS

PROGRAMA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

CICLO BÁSICO DE INGENIERÍA

Medición de capacitancia en corriente alterna ANGELO GUERRERO, YAMITH SANDOVAL, NEDD GIL, ANDRES BERNAL.

ING ELECTRICA. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE CORRIENTE ALTERNA.

Resumen

En la siguiente experiencia se trabajara un circuito de capacitancia y resistencia lo que conocemos como circuito RC con corriente alterna. Esta actividad la realizaremos mediante medición directa con el voltímetro, medición indirecta mediante la ley de ohm luego mostraremos su comportamiento final. Se presenta un método que utiliza un voltímetro de C. A. de alta impedancia para determinar el valor de una capacitancia. Este tipo de medición está limitado para condensadores con valores de 0.001μF o más y con una exactitud únicamente de alrededor del 10 por ciento.

Palabras claves

Capacitancia, voltímetro, condensadores, circuito.

Abstract

In the following experience a circuit capacitance and resistance what is known as RC circuit with alternating current work. This activity will make by direct measurement with voltmeter, indirect measurement using Ohm's law after his final performance show. A method using an AC voltmeter with high impedance to determine the value of capacitance presented. This type of

measurement is limited to capacitors with Values 0.001μF or more and with an accuracy of only about 10 percent.

Keywords

Capacitance, voltmeter, capacitors, circuit.

1. Introducción

Un capacitor es un dispositivo que almacena energía eléctrica. Está formado por un par de superficies conductoras en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra), generalmente en forma de tablas, esferas o láminas, separados por un material dieléctrico (siendo este utilizado en un condensador para disminuir el campo eléctrico, ya que actúa como aislante o por el vacío, que, sometidos a una diferencia de potencial adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de las placas y negativa en la otra (siendo nula la carga total almacenada).

2. Fundamentos Teóricos

Condensador con tensión alterna Sinusoidal

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Si a un condensador se le aplica una tensión sinusoidal alterna que tenga la siguiente forma:

Se mostrará que también la corriente i del condensador tiene una curva sinusoidal y que la tensión se encuentra adelantada en un ángulo, la tensión del condensador alcanza su mayor valor en el momento en que la intensidad de corriente tenga un valor de cero y viceversa. En el circuito de corriente del condensador, la corriente está adelantada a la tensión aplicada en un ángulo de φ= 90°.

El valor momentáneo de la potencia consumida por el condensador es el resultado del producto de los valores momentáneos de la corriente y la tensión. Dado que, no obstante, la corriente y la tensión del condensador tienen un desfase de 90°, se obtiene para el consumo de potencia una curva en función del tiempo de doble frecuencia, tal como se muestra en la siguiente gráfica (curva verde).

Esta contiene, por una parte, tramos en el tiempo en los que la tensión y la corriente mantienen el mismo sentido y, por tanto, el condensador opera como carga; por otra parte, tiene también largos tramos en los que la tensión y la corriente presentan sentidos opuestos y, por tanto, el condensador trabaja como generador (batería).

Voltaje

El voltaje (también se usa la expresión "tensión") es la energía potencial eléctrica por unidad de carga, medido en julios por culombio (= voltios). A menudo es referido como "el potencial eléctrico", el cual se debe distinguir de la energía de potencial eléctrico, haciendo notar que el "potencial"

Es una cantidad por unidad de carga. Al igual que con la energía potencial mecánica, el cero de potencial se puede asignar a cualquier punto del circuito, de modo que la diferencia de voltaje, es la cantidad físicamente significativa. La diferencia de voltaje medido, cuando se mueve del punto A al punto B, es igual al trabajo que debe realizarse por unidad de carga contra el campo eléctrico, para mover la carga desde A hasta B.

3. Desarrollo experimental

En esta actividad, Inicialmente mediremos con el multímetro la capacitancia de cada condensador. Luego procederemos a armar un circuito RC serie.

El condensador desconocido se conecta en serie con una resistencia y la combinación se coloca a través de la línea de potencia. Después se mide separadamente el voltaje a través de cada elemento.

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4. MATERIALES

- Fuente de CA- Voltímetro digital- Resistencia- Condensadores- Cables de conexión

4. Cálculos y análisis De Resultados

C

R

fRV

VC

2

C VC(v)

VR(v)

C1 122.1 14.77C2 119.2 28.61

C3 106.6 58.30C4 115.1 41.92C5 103.6 63.24

R= 33.3 I = 60Hz

C(µf)med

C(µf)cal

Error %

10.1 9.64 4.65

20.1 19.13 3.98

45.3 43.48 3.79

30.1 29.01 3.33

50.2 48.64 3.1

3

1. Conclusiones

Se ha determinado el valor de la capacitancia midiendo voltaje con voltímetro digital, en consecuencia la capacitancia de un dispositivo es una medida de su capacidad para almacenar carga y energía potencial eléctrica.Comparando la medición directa con la indirecta, ¿Qué puede concluir respecto a la experiencia? Al hacer la comparación vemos que la medición es casi igual pero fueran exactas si tomáramos los decimales completos es decir, que tanto la directa como la medida son igual de precisas.

¿Qué ventajas y desventajas aprecia en este método para determinar la capacitancia?, la ventaja de este método es que mediante el cálculo de error podemos tener la exactitud y la desventaja es que al ser un circuito RC se necesita un alimentador de voltaje.

Bibliografía

-Guías de laboratorio de circuitos eléctricos con corriente directa.

- física fundamental. López morales.

-Prácticas de electricidad, z bar, Mc Graw Hill.