PRÁCTICA N # 2 TÍTULO: ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA

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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
ESCUELA DE FORMACIÓN DE TECNÓLOGOS
LABORATORIO DE ELECTRICIDAD I
PRÁCTICA N # 2
TÍTULO: ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA
EQUIPO:
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Fuente regulable de voltaje
Capacitor decádico (10 uf)
Banco de resistencias (2,7 MΩ)
Interruptor Bipolar
Voltímetro Analógico de DC
Conmutador de 2 vías
OBJETIVO:
Observar el proceso de almacenamiento de energía en el capacitor, mediante mediciones
de voltaje y corriente efectuados en intervalos de tiempo adecuados.
INFORMACIÓN:
Un capacitor se compone de dos conductores aislados muy cerca uno del otro que
conducen cargas iguales y de signos opuestos. El capacitor más sencillo es el capacitor
de placas paralelas. Una diferencia de potencial entre dos placas puede producirse
conectando a una fuente. Los electrones se transfieren de una placa a otra, produciendo
una carga igual y una opuesta sobre las placas.
La unidad de capacitancia es el Faradio equivalente a Coulomb/voltio. Así una
capacitancia de 1 F indica que una carga de 1 C puede almacenarse mediante una
diferencia de potencial de 1V. Sin embargo una capacitancia de 1 F suele ser demasiado
grande en la mayor parte de aplicaciones, por lo que se utilizan sus submúltiplos en uF.
La diferencia de potencial V entre las 2 placas del capacitor es una función de la carga
total Q dada por:
Q = CV
Donde C es la capacitancia. Si se proporciona la trayectoria, los electrones en una placa
viajarán a la otra, disminuyendo la carga neta en cada placa. Cualquier conductor utilizado
para conectar las placas de un capacitor provocará que éste se descargue. No obstante,
la proporción de descarga varía en forma considerable dependiendo de la resistencia del
conductor utilizado. La corriente en este caso es la proporción a la cual fluye la carga a
través de un conductor.
I = Q/t
1 A = 1 C/s
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El tiempo que se demora en realizarse la descarga completamente se encuentra en
función de T (tau). Se puede descargar totalmente el capacitor en un tiempo de
aproximadamente 5T. El valor de T en segundos se calcula de la siguiente manera:
T = R*C
En este tiempo T, se realiza la descarga del capacitor en un 63,2% del valor total. Debido
a que es una función exponencial.
PROCEDIMIENTO:
1. Armar el circuito de la figura.
a
c
R
2,7 MΩ
b
20 V
C
10 uF
2. Con el conmutador en posición neutra (sin conexión) insertar el amperímetro entre
R y C, seleccionar el valor de la fuente a 20 V. Asegurarse de que el capacitor esté
descargado (Cortocircuitar los terminales).
3. A partir de un tiempo referencial (t = 0 s), conectar el capacitor en la posición (a) y
proceder a anotar los valores de corriente, los primeros 10 valores cada 10
segundos, los siguientes (a partir de n = 11) cada 20 segundos, hasta completar
un tiempo total de 3 minutos.
4. Terminado el proceso anterior, inmediatamente, cambiar el conmutador a la
posición (b), y proceder a tomar las medidas de corriente como en el numeral
anterior, desde un valor inicial instante referencial (t = 0 cambio del conmutador)
hasta completar 3 minutos.
5. Con el conmutador en la posición neutra, retirar el Amperímetro e insertar el
Voltímetro en los terminales del capacitor, asegurarse que el capacitor esté
completamente descargado.
6. A partir de un instante referencial (t = 0 conexión del conmutador primera lectura),
conectar el conmutador en la posición (a) y anotar las medidas de voltaje, las
primeras 10 medidas cada 10 segundos, las siguientes (a partir de n = 11) cada 20
segundos, hasta completar un tiempo total de 3 minutos.
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7. Terminado el proceso anterior, inmediatamente conectar el conmutador en la
posición (b). proceder a tomar las medidas de voltaje como en el numeral anterior,
nuevamente desde un instante referencial (t = 0 primera lectura cambio del
conmutador).
8. Anotar el diagrama circuital del banco de capacitares.
INFORME
1. Presentar las gráficas de Voltaje de Carga vs Tiempo y Corriente de Carga vs
Tiempo.
2. Presentar las gráficas de Voltaje de Descarga vs Tiempo y Corriente de Descarga
vs Tiempo.
3. Calcular el valor teórico de T (Tau). Comparar con el valor obtenido en las gráficas
de la práctica realizada, calcular el error.
4. Presentar en un cuadro todos los valores de capacitancias que pueden obtenerse
con el banco de capacitores, incluir el ejemplo de conexión de 3 valores distintos.
5. Conclusiones y Recomendaciones
6. Bibliografía
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