CAPACITANCIA: La capacitancia es la propiedad de un circuito eléctrico de oponerse al cambio en la magnitud de tensión a través del circuito. También capacitancia se refiere a la característica de un sistema que almacena carga eléctrica entre sus conductores y un dieléctrico, almacenando así una energía en forma de campo eléctrico.
RESISTENCIA:
Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.
|
GUIA
1
CAPACITORES
El desarrollo del
laboratorio de electromagnetismo sobre el tema de capacitancia eléctrica se
hizo a través de una guía que se resuelve a continuación:
1. Se
anotaron los valores teóricos en ρF de los capacitores cerámicos utilizados (Figura
1 y 2) siguiendo el ejemplo de la guía.
Tabla 1. Lectura de valores
Suceso
|
Número en el capacitor
|
Valor Teórico en ρF
|
1
|
12
|
12
|
2
|
18
|
18
|
3
|
18
|
18
|
4
|
102
|
1000
|
5
|
102
|
1000
|
6
|
12K
|
12000
|
7
|
222
|
2700
|
8
|
272
|
22
|
Figura 2: imagen aumentada de un capacitor |
Figura 1: Capacitores de diversos valores |
2. Se
lee el valor real de los capacitores con ayuda del instrumento adecuado
Tabla 2. Lectura de valores en pantalla
del multímetro
Suceso
|
Número en el capacitor
|
Valor Real (ρF)
|
1
|
12
|
11
|
2
|
18
|
17.5
|
3
|
18
|
17
|
4
|
102
|
1050
|
5
|
102
|
1000
|
6
|
12K
|
13000
|
7
|
222
|
23000
|
8
|
272
|
2800
|
3. Se
comparan los valores obtenidos en los puntos anteriores.
Tabla 3.
Comparación de valores y cálculo del porcentaje de error
Suceso
|
Número en el capacitor
|
Valor Real (ρF)
|
Valor Teórico (ρF)
|
Error (%)
|
1
|
12
|
11
|
12
|
8.333
|
2
|
18
|
17.5
|
18
|
2.778
|
3
|
18
|
17
|
18
|
5.556
|
4
|
102
|
1050
|
1000
|
5.000
|
5
|
102
|
1000
|
1000
|
0.000
|
6
|
12K
|
13000
|
12000
|
8.333
|
7
|
222
|
2300
|
2200
|
4.545
|
8
|
272
|
2800
|
2700
|
3.703
|
4. Se
realiza un montaje sobre una protoboard
de tal forma que el circuito quede cerrado (Figura 3).
Figura 3: Montaje: Ubicación de los
capacitores en una protoboard.
5. Se
mide la capacitancia con un multímetro (Figura 3).
Figura 3: Medición de la capacitancia total
del sistema
Luego se calcula la
capacitancia con los valores teóricos y los valores verdaderos teniendo en
cuenta si los valores son sumados en serie o en paralelo, todo esto para
comparar los resultados.
El siguiente esquema
(Figura 4), muestra cómo los capacitores fueron ubicados sobre la protoboard.
Figura 4: Capacitores en serie y en paralelo |
Conociendo que las fórmulas para calcular la capacitancia
son:
se procede a hacer las operaciones
respectivas. Sabiendo que el sistema, en su totalidad, es un circuito en serie
tenemos:
6. Los
valores reales varían de los valores teóricos debido a la interacción de los capacitores
con el medio en el cual se encuentran (aire); también se debe a que cada
instrumento tiene un error propio de medida que, aunque sea mínimo, afecta los resultados.
7. La
diferencia entre capacitancias totales (CT) se debe a que al trabajar con un
circuito en serie, el inverso de la suma a pesar de que este con un error
pequeño, éste produce un cambio significativo.
8. En
primer lugar, trabajar en una protoboard
consiste en hacer circuitos de prueba o, como su nombre lo indica, prototipos;
esto significa que la disposición de los agujeros está hecha de tal forma que
facilita la realización del montaje, haciendo que los valores finales no sean
muy exactos; y, en segundo lugar, al trabajar en una placa de circuitos
impresos (PCB), que tiene una estructura más compleja, se hace necesaria la
realización de otros trabajos suplementarios que brindan la ventaja de tener
una constante dieléctrica baja haciendo que la perdida de energía sea menor por
lo cual los resultados son más exactos.
9. Conclusiones
- El marco teórico es también de gran importancia porque es ahí donde se explican las funciones de cada componente utilizado en la práctica. Comprender bien los conceptos teóricos sirve para realizar las prácticas con mayor confianza y analizar con facilidad todos los procedimientos que se llevan a cabo.
- Igualmente los esquemas gráficos presentados han servido para comprender con mucha mayor facilidad lo que se realizó en la práctica, junto con las explicaciones correspondientes para cada proceso realizado.
-Los valores medidos difieren de los valores reales debido a que cada instrumento tiene su error de medición que, a pesar de ser mínimo, influye sustancialmente en la operación final; además, se debe tener en cuenta que el aire circundante provoca una variación en la lectura.
- El marco teórico es también de gran importancia porque es ahí donde se explican las funciones de cada componente utilizado en la práctica. Comprender bien los conceptos teóricos sirve para realizar las prácticas con mayor confianza y analizar con facilidad todos los procedimientos que se llevan a cabo.
- Igualmente los esquemas gráficos presentados han servido para comprender con mucha mayor facilidad lo que se realizó en la práctica, junto con las explicaciones correspondientes para cada proceso realizado.
-Los valores medidos difieren de los valores reales debido a que cada instrumento tiene su error de medición que, a pesar de ser mínimo, influye sustancialmente en la operación final; además, se debe tener en cuenta que el aire circundante provoca una variación en la lectura.
GUIA 2
En la realización del segundo laboratorio de
electromagnetismo, relacionado con resistencia eléctrica, se desarrollaron los
siguientes pasos:
Tabla 1. Colores y valores teóricos
Color
|
V. Teórico (Ω)
|
V. Teórico (KΩ)
|
Tolerancia (%)
|
Naranja-Naranja Negro
|
33
|
0,033
|
5
|
Verde-Azul-Naranja
|
56000
|
56
|
5
|
Amarillo-Violeta-Amarillo
|
470000
|
470
|
5
|
Naranja-Naranja-Café
|
330
|
0,33
|
5
|
Café-Negro-Rojo
|
1000
|
1
|
5
|
Café-Gris-Amarillo
|
1500000
|
1500
|
5
|
Azul-Gris-Rojo
|
6800
|
6,8
|
2
|
Amarillo-Violeta-Amarillo
|
470000
|
470
|
5
|
Café-Verde-Verde
|
1500000
|
1500
|
5
|
Café-Gris-Negro
|
18
|
0,018
|
5
|
Figura 2: Resistencias usadas en clase |
2. Con ayuda de un multímetro,
teniendo en cuenta que la escala de éste sea la correcta, medimos el valor real
de cada resistencia
Tabla 2. Valores
mostrados por la pantalla del multímetro
Color
|
V. Real (Ω)
|
V. Real (KΩ)
|
Naranja-Naranja Negro
|
32.42
|
0,03242
|
Verde-Azul-Naranja
|
56490
|
56,49
|
Amarillo-Violeta-Amarillo
|
480000
|
480
|
Naranja-Naranja-Café
|
330.33
|
0,33033
|
Café-Negro-Rojo
|
1015
|
1,015
|
Café-Gris-Amarillo
|
1485000
|
1485
|
Azul-Gris-Rojo
|
6870
|
6,87
|
Amarillo-Violeta-Amarillo
|
480000
|
480
|
Café-Verde-Verde
|
1493000
|
1493
|
Café-Gris-Negro
|
18.32
|
0,01832
|
3. Ahora
se compara el valor teórico con el valor real y se obtiene el error para cada
uno así:
Tabla 3. Comparación de
valores y cálculo del porcentaje de error
Color
|
V. Teórico (Ω)
|
V. Real (Ω)
|
Error (%)
|
Naranja-Naranja Negro
|
33
|
32.42
|
1,7575
|
Verde-Azul-Naranja
|
56000
|
56490
|
0,8750
|
Amarillo-Violeta-Amarillo
|
470000
|
480000
|
2,1276
|
Naranja-Naranja-Café
|
330
|
330.33
|
0,1000
|
Café-Negro-Rojo
|
1000
|
1015
|
1,5000
|
Café-Gris-Amarillo
|
1500000
|
1485000
|
1,0000
|
Azul-Gris-Rojo
|
6800
|
6870
|
1,0294
|
Amarillo-Violeta-Amarillo
|
470000
|
480000
|
2,1276
|
Café-Verde-Verde
|
1500000
|
1493000
|
0,4666
|
Café-Gris-Negro
|
18
|
18.32
|
1,7778
|
4. Con
ayuda de una protoboard, resistencias
y unos pedazos de cable, se realiza un circuito (Figuras 6 y 7) cuidando de que
éste sea cerrado al terminar el montaje.
Figuras 3 y 4. Montaje de resistencias en una protoboard. |
5. Luego,
con ayuda de un multímetro (que se encuentre en la escala correcta) medimos la
resistencia total del sistema (Figura 8):
Figura 5: Resistencia total del sistema medida con multímetro |
Ahora, sabiendo que
la resistencia se puede calcular mediante las siguientes fórmulas:
al aplicarlas, sustituyendo tanto los valores teóricos como por los reales
tenemos:
El siguiente esquema (Figura 6), muestra cómo
los capacitores fueron ubicados sobre la protoboard
Figura 6: Resistencias en serie y en paralelo |
7. CONCLUSIONES:
-En la protoboard se usan rejillas, que al estar separadas para hacer contacto con los componentes electrónicos hay vacíos y, por ello, no buenas uniones entre los componentes generando así resistencia parasitaria y por ende fallas en las mediciones.
- La resistencia de cualquier objeto depende únicamente de su geometría y de su resistividad, por la geometría se entiende a la longitud y el área del objeto.
- Se puede concluir que las resistencias arrojan un valor muy aproximado al verdadero y que ninguna sobrepasa el valor del error.
- Las resistencias fijas no no nos arrojan un valor fijo, siempre están oscilando en un intervalo.
Por:
Yudy Alexandra Díaz Tapia
Héctor Andrés Collazos Rojas
Carlos Alejandro Fraga Díaz
-