GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA
ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA
Condensadores . Parte I.
Introducción
La experiencia, que consta de varias partes, tiene como finalidad familiarizar
a los alumnos con los condensadores, sobre la base de realizar unos experimentos,
éstos, inicialmente, son muy sencillos
y con materiales muy corrientes, mientras que los últimos necesitan dispositivos más complicados. Así
el Profesor podrá elegir aquellos para los que posea material de laboratorio
adecuado.
En esta parte se utilizan tres pilas de 4,5 V cada una, unidas en serie.
Si el profesor cambia las pilas por una fuente de corriente continua debe
asegurarse que su rizado sea mínimo pues de lo contrario los resultados experimentales
pueden resultar inadecuados para el objetivo propuesto.
Material
Tres pilas de 4,5 V cada una, unidas en serie
Resistencia de 15 kW (puede ser menor, o incluso mayor)
Resistencia de 1 kW
Condensador electrolítico de 1000 mF (puede ser algo
mayor o menor)
Multímetro
Pinzas de cocodrilo (3)
Cables de conexión
Interruptor
1.-Corrientes transitorias.
Circuito I
Se monta el circuito eléctrico del esquema inferior (fig.1). Muy
importante es que el terminal positivo del condensador electrolítico vaya
unido al polo positivo de la pila. Asegúrese de que esto es así, pues de no
hacerlo el condensador se estropea o incluso podría ser peligroso.
Fig.1
Fotografía 1.- Circuito real correspondiente al esquema superior
*Al cerrar el interruptor la intensidad
de la corriente del circuito adquiere un valor máximo y luego decrece hasta cero, por tanto, existe
un periodo transitorio en el que la intensidad disminuye con el tiempo. Este
periodo transitorio depende de la resistencia,
cuanto mayor sea ésta, mayor es el
tiempo que dura el periodo transitorio.
Compruebe esta afirmación cambiando la resistencia de 15 kW por una de 1 kW.
Fotografía 2.-
Esta fotografía se hizo instantes después de la 1, se observa que el amperímetro
da una lectura menor que en la anterior, ya que el proceso se encuentra en
el estado transitorio, de modo que la intensidad de la corriente acabará siendo
nula.
CircuitoII
Fig.2.
El circuito II (fig.2) se diferencia
del I porque se ha eliminado el amperímetro y se ha colocado un voltímetro
entre los terminales del condensador.
*Al cerrar el interruptor el voltaje aumenta con el tiempo hasta que se
estabiliza a un valor determinado que corresponde a la caída de tensión entre
las pilas. A partir de ese momento el voltaje no varía y por el circuito no
pasa corriente.
Fotografía
3.- Corresponde al esquema del circuito II. La fotografía se ha hecho poco
después de cerrar el interruptor y en ese instante el voltímetro indica 5,26;
el proceso se encuentra en estado transitorio.
Fotografía 4.-
Esta fotografía se ha hecho después
de la 3, el proceso transitorio ha terminado y el voltaje entre los bornes
del condensador es el mismo que existe entre los bornes de las pilas.
2.-Un condensador
cargado almacena energía
Material
Tres pilas de 4,5 V cada una, unidas en serie
Resistencia de 1 kW
Condensador electrolítico de 1000 mF (puede ser algo
mayor o menor)
Condensador electrolítico de 470 mF
Multímetro
Pinzas de cocodrilo (3)
Cables de conexión
Bombilla de 6V
Interruptor (2)
Monte el siguiente circuito con el condensador de 1000 mF descargado y con
la polaridad correcta. Inicialmente los dos interruptores están abiertos (fig.3).
Fig.3
Fotografía 5.- Después de cargar
el condensador y con el interruptor 1 abierto se cierra el 2 y de inmediato
se produce un destello luminoso en la bombilla. La energía que había almacenado
el condensador aparece en la bombilla.
Fotografía 6.-
Observe que en esta fotografía el condensador se ha cargado con dos pila en
serie, en lugar de tres, esto supone una diferencia de potencial de 9 V, el
destello luminoso de la bombilla es menor que en la fotografía 5.
Fotografía 7.- El condensador que se ve en esta foto tiene menos capacidad que el utilizado en la fotografía 6. El destello luminoso es menos intenso.