Práctica 2: Capacitancia

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL[pic 1][pic 2]

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Unidad Azcapotzalco

Práctica 2: CAPACITANCIA

Electricidad y Magnetismo

Romero García José Miguel

Grupo:  2RM3

Integrantes:

Flores Enríquez Jaziel Alexis

González Cruz Adrián

González Moreno Mario Diego

Gordillo Reveles Karina

Serna Mosqueda Paola Danae

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN        2

OBJETIVO        2

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA        2

MARCO TEÓRICO        3

DESARROLLO Y EXPERIMENTACIÓN        4

ANALISIS DE RESULTADOS        5

CONCLUSIONES        6

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS        7

INTRODUCCIÓN

OBJETIVO

Aplicar las bases de teoría a través de un circuito eléctrico presentado físicamente frente a la clase, desarrollando la capacitancia y su relación con la función principal de un capacitor; así como identificar y diferenciar las características de los distintos tipos de circuitos con capacitores que existen.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El propósito de esta practica es crear una fuente de poder variable, utilizando varios componentes para variar y rectificar la corriente, principalmente apoyándonos con un software (livewire) para observar como de comporta la corriente en cada etapa del circuito.

MARCO TEÓRICO

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Un capacitor o también conocido como condensador (dentro de la industria automotriz, marina y aeronáutica) son dispositivos que almacenan energía a través de campos eléctricos (uno positivo y uno negativo). Se utilizan principalmente como filtros de corriente continua, ya que evitan cambios bruscos y ruidos en las señales debido a su funcionamiento.

Consiste en dos placas de material conductor separadas por un material dieléctrico. Esta configuración permite a los condensadores almacenar energía en forma de carga eléctrica y por lo tanto está presente la capacitancia, el tipo de material dieléctrico y la distancia entre las placas determinan el valor de la capacitancia presente en el capacitor. [pic 4]

La capacitancia eléctrica es una propiedad única que posee un componente o circuito eléctrico para almacenar energía en forma de carga eléctrica y se representa con la letra “C”, siempre será una cantidad positiva y depende de la forma y geometría del capacitor o conductores. La capacitancia está relacionada estrechamente con un capacitor, no obstante, esta propiedad puede estar presente en muchos otros lugares y componentes.

El valor de la capacitancia de un capacitor se mide en faradios F=Coulomb/Volt dentro del Sistema Internacional de Unidades. La capacitancia C de un condensador se define como la relación entre la carga máxima Q que puede almacenarse en un condensador y el voltaje aplicado V a través de sus placas. En

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Los circuitos eléctricos por lo general contienen a dos o más capacitores conectados entre sí, estas conexiones pueden ser:

1. Conexión en serie:

Capacitores conectados uno después del otro. El acoplamiento de capacitores en serie se realiza conectando en una misma rama uno y otro capacitor, obteniendo una capacidad total entre el primer borne del primer capacitor y el último del último.

Estos capacitores se pueden reemplazar por un único capacitor que tendrá un valor que será el equivalente de los que están conectados en serie.

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1. Conexión en paralelo:

El acoplamiento en paralelo de los capacitores se realiza conectándolos a todos a los mismos bornes.

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1. Conexión mixta:[pic 14]

Un circuito mixto es una mezcla de componentes, en este caso condensadores, que sea como dan de tal forma que llegan a formar una combinación de condensadores agrupados de tal forma que la circulación de la corriente no se hace en un solo sentido a lo largo de toda su trayectoria.

Tipos de condensadores:

1. Condensadores cerámicos: Estos son los más comunes y se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde electrónica de consumo hasta dispositivos médicos. Son baratos, tienen una alta estabilidad y una gran resistencia a altas temperaturas.

1. Condensadores electrolíticos: Estos son condensadores polarizados y se utilizan comúnmente en aplicaciones de potencia. Son más grandes y caros que los condensadores cerámicos, pero tienen una mayor capacidad de almacenamiento de energía.

1. Condensadores de película: Estos se utilizan en aplicaciones de alta frecuencia y alta precisión, como en la industria de la comunicación y el audio. Son más caros que los condensadores cerámicos y electrolíticos, pero tienen una mayor precisión y estabilidad.

1. Condensadores de tantalio: Estos son condensadores electrolíticos de alta calidad que se utilizan en aplicaciones de alta precisión y alta estabilidad. Son más caros que los condensadores electrolíticos convencionales, pero tienen una mayor capacidad de almacenamiento de energía y una mayor estabilidad a largo plazo.

1. Condensadores de mica: Estos se utilizan en aplicaciones de alta frecuencia y alta precisión, como en la industria de la comunicación y el audio. Son muy precisos y estables, pero también son muy caros.

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TRANSFORMADORES

Los transformadores son dispositivos eléctricos que se utilizan para transferir energía eléctrica de un circuito a otro a través de un campo magnético. Se basan en los principios de inducción electromagnética, que establecen que un campo magnético que varía en el tiempo puede producir una corriente eléctrica en un circuito cercano.

Un transformador consta de dos bobinas de alambre aislado que están enrolladas alrededor de un núcleo de hierro laminado. Una de las bobinas se llama bobina primaria y la otra bobina secundaria. La energía eléctrica se transfiere de la bobina primaria a la secundaria a través del campo magnético generado por el núcleo.[pic 16]

La relación entre el número de vueltas en la bobina primaria y el número de vueltas en la bobina secundaria determina la relación de voltaje entre los dos circuitos. Cuando la energía eléctrica se transfiere de la bobina primaria a la secundaria, también se pueden cambiar las características de la corriente, como la corriente y la frecuencia.

Los transformadores se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde la transmisión de energía eléctrica a larga distancia hasta la carga de baterías en dispositivos electrónicos. También se utilizan en equipos de audio y en la industria de la electrónica para aislar y adaptar señales eléctricas a diferentes niveles de voltaje.

COMO RECTIFICAR LA CORRIENTE

• Rectificación de media onda: En este método, se utiliza un diodo para permitir que la mitad de la onda de corriente pase a través del circuito, mientras que la otra mitad se bloquea. Este método es simple y económico, pero solo se utiliza para corrientes de baja potencia, ya que la mitad de la energía se disipa en forma de calor.[pic 17]

• Rectificación de onda completa: En este método, se utilizan cuatro diodos para permitir que la corriente fluya en ambas direcciones. Los diodos se organizan en una configuración de puente, que permite que la corriente fluya en ambos sentidos. Este método es más eficiente que la rectificación de media onda, pero todavía tiene algunas limitaciones en términos de eficiencia.[pic 18]

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• Rectificación conmutada: En este método, se utiliza un circuito electrónico para controlar el flujo de corriente. Este método es mucho más eficiente que los dos anteriores, ya que utiliza un dispositivo de conmutación, como un transistor, para permitir que la corriente fluya en la dirección deseada. Este método es muy común en aplicaciones de alta potencia, como en los sistemas de alimentación de los ordenadores, los sistemas de alimentación de los automóviles y los sistemas de alimentación de las fuentes de alimentación conmutadas.[pic 20]

REGULADORES DE VOLTAJE

Los reguladores de voltaje son dispositivos electrónicos que se utilizan para mantener un nivel constante de voltaje en un circuito eléctrico, incluso cuando las condiciones de entrada varían. Los reguladores de voltaje pueden ser lineales o conmutados.

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