Laboratorio de Electricidad PRACTICA - 13

Transcripción

1 PRACICA - 13 CAPACIDAD OAL DE LAS AGRUPACIONES DE CONDENSADORES EN SERIE Y EN PARALELO EL DIISOR DE ENSIÓN CAPACIIO I - Finalidades 1.- Comprobar experimentalmente que la capacidad total C de los condensadores en paralelo es: C?????????? Cn 2.- Comprobar experimentalmente que la capacidad total C de los condensadores conectados en serie viene dada por la expresión: ?????????? C Cn 3.- Estudiar las características de un divisor de tensión capacitivo. II - Material necesario 1 Panel universal de conexión P-110 Nº 1 Fuente de alimentación: ensión alterna aislada, 18 () 50 Hz. 1 Multímetro electrónico digital Nº 1 Multímetro electrónico analógico Nº 1 Osciloscopio Nº 1 Resistencia carbón 4'7 K?, 1/2 W 1 Resistencia carbón 47 K?, 1/2 W 1 Condensador poliéster, 0'47?F, Condensador poliéster, 0'1?F, Puentes P Cable, 600 mm, color rojo 1 Cable, 600 mm, color negro III - Generalidades Al igual que con las resistencias, existen dos formas básicas de conexión de condensadores: en serie y en paralelo. Consideraremos el circuito de la figura, en el que y están conectados en paralelo. Práctica nº 13 Pág. 73

2 U En este circuito, la tensión se aplica a ambos condensadores en paralelo. La corriente suministrada por la fuente de tensión alterna se divide en dos: I 1 consumida por e I 2 consumida por. Ahora bien, sabemos que la carga de viene dada por: y la de, por: Q? C? 1 1 Q2?? de donde, sumando ambas expresiones, tenemos: b Q? Q? Q? C? g o bien: Q?? C donde C?? (1) es decir, la capacidad total o equivalente de dos o más condensadores en paralelo es igual a la suma de sus valores. Sea el circuito de la siguiente figura. y están conectados en serie y la corriente de línea consumida por ambos es la misma, de donde las c.d.t. en y son respectivamente 1 y 2. U Por lo que la carga total es: de donde: Q? 1?? 2? Q 1? 2? Q y sumando ambas expresiones, tenemos: F HG 1 1 1? 2?? Q? C 1 C 2 I K J Práctica nº 13 Pág. 74

3 o bien: de donde:? Q? 1 C 1 1 1?? (2) C En esta práctica, la capacidad total C de las combinaciones de los condensadores se determinará siguiendo el procedimiento empleado en la práctica anterior. Es decir, determinaremos X C y calcularemos C mediante la fórmula: C 1??? X En el apartado anterior hemos indicado que cuando se aplica una tensión a condensadores conectados en serie, la tensión se divide proporcionalmente a la capacidad de los mismos y la suma de estas c.d.t. es igual a aquélla. La tensión C aplicada a un condensador es: C C? IC? XC (4) La corriente I C que consume cada condensador -no es correcto decir que circula a través- en un circuito serie, es la misma. Dado que la reactancia capacitiva es inversamente proporcional a la capacidad, en un divisor de tensión capacitivo, cuanto menor sea el valor de la capacidad del condensador, mayor será la c.d.t. que se produce en él. La relación de las tensiones en bornes de y, en el divisor de la figura anterior, viene dado por: (3)? (5) Por otra parte, la relación entre la tensión C aplicada a uno cualquiera de los condensadores de capacidad y la tensión total aplicada al conjunto conectado en serie es: C C C? (6) donde C es la capacidad total de la combinación de condensadores. I - Procedimiento 1.- Conectar el circuito de la figura. Ajustar la tensión alterna de alimentación a 18 cresta a cresta (6'3 eficaces). Práctica nº 13 Pág. 75

4 R 4'7K? U Hz 2.- Medir y anotar en una tabla la tensión R en bornes de R y la tensión C en bornes de los condensadores. Para medir estas tensiones, utilizar un osciloscopio. 3.- Calcular y anotar en la tabla la X C de esta combinación en paralelo, utilizando los resultados obtenidos en la operación nº Utilizando el valor de X C hallado en la operación nº 3, determinar y anotar en la tabla la capacidad total C de la combinación en paralelo. 5.- Empleando la fórmula C??, calcular el valor C de esta combinación y anotarlo en la tabla. 6.- Añadir un tercer condensador al circuito como se muestra en la figura (lámina 13.1). R 4'7K? U Hz C3 7.- Repetir las operaciones nº 2, 3, 4 y Desconectar el circuito. 9.- Conectar el circuito de la figura. Ajustar, si es preciso, la tensión alterna de alimentación a 18 (6'3 eficaces). R U Hz 47K? 0'1?F Práctica nº 13 Pág. 76

5 10.- Medir y anotar en una tabla la tensión R en bornes de R y la tensión C entre los extremos de los condensadores (puntos A y B). Utilizar un osciloscopio Calcular y anotar la X C de esta combinación, utilizando los resultados obtenidos en la operación nº Utilizando la X C determinada en la operación nº 11, hallar y anotar en la tabla la capacidad total de esta combinación serie Empleando la fórmula??, calcular la C de esta combinación y anotarla en la C tabla Añadir un tercer condensador (C3) al circuito (lámina 13.2). R U Hz 47K? 0'1?F C Repetir las operaciones nº 10, 11, 12 y Desconectar el circuito Conectar el circuito de la figura (lámina 13.3). Ajustar la tensión a 18. 0'1?F U Hz C Medir y anotar en una tabla las tensiones, y C3 existentes en bornes de cada uno de los condensadores Utilizando las fórmulas (5) y (6) y los valores nominales de, y C3, determinar las tensiones que aparecerían en bornes de cada condensador. Anotarlos en una tabla. Práctica nº 13 Pág. 77

6 Práctica nº 13 Pág. 78

7 Práctica nº 13 Pág. 79

8 Práctica nº 13 Pág. 80