GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DE FÍSICA
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SOLUCIÓN

Condensador en paralelo

 

Introducción

 

El lector puede encontrar en el almacén de esta web (Prácticas de Física) varios experimentos con condensadores. El objetivo final, que es medir su capacidad,  es el mismo en varios de ellos, sin embargo,  se encuentran diferencias en el procedimiento por lo que es instructivo realizar todos los experimentos para que los alumnos afiancen sus conocimientos sobre el tema.

Aquí montamos un circuito con un condensador electrolítico   en paralelo y dos resistencias de valor diferente. El intercambio de posiciones de las resistencias en el circuito da lugar a valores diferentes del voltaje final de carga del condensador, pero la capacidad  puede medirse a partir del tiempo y del voltaje en los dos casos.

En la figura 1 están los esquemas de los dos circuitos  y en la fotografía 1 el montaje real.

El experimento deben realizarlo un equipo de tres alumnos. Uno controla el tiempo, otro el amperímetro y el tercero el voltímetro.

 

Circuito I

 

 

Circuito II

 

Fig1.-En nuestro experimento R1=100 kW nominales,  R2= 33 kW nominales y C = 1000 mF nominales. La única diferencia entre ambos circuitos es la colocación de las resistencias.

 

Material

 

Resistencia de 100 kW nominales

Resistencia de 33 kW nominales

Condensador electrolítico de 1000 mF nominales

Pila de petaca

Dos multímetros.

Cronómetro

Los valores de las resistencias no son críticos pueden utilizarse otros distintos

El cronómetro que nosotros hemos utilizado es el de un teléfono dado que la mayoría de los alumnos poseen este dispositivo .Naturalmente puede utilizarse un cronómetro tradicional.

 

 

 

 

Fotografía 1. Dispositivo del montaje. Los aparatos están a cero ya que el circuito no está  cerrado. El tiempo se mide con el cronómetro que lleva incorporado el teléfono y la intensidad y el voltaje con los multímetros. Dado que las resistencias son grandes el amperímetro debe colocarse en la escala de los microamperios. Si el circuito de la fotografía es el del esquema I el del esquema II es el mismo salvo que las resistencias  han intercambiado las posiciones.

Dado que el condensador es electrolítico es necesario respetar su polaridad respecto de la pila. El positivo de la pila  al positivo del condensador.

 

Fundamento

 

La ley que rige la carga del condensador es la misma en los dos circuitos

 

 

VL ,es distinto para cada circuito

 

Para el circuito I     

Para el circuito II      

 

En el experimento  mediremos el voltaje frente al tiempo en los dos circuitos y comparamos los voltajes VL experimentales con los teóricos (2) y (3) y además operando con la ecuación de carga calcularemos la capacidad del condensador con ambos circuitos.

Operando en la ecuación (1)

 

 

La representación gráfica de (4) es una línea recta de cuya pendiente calculamos C.

 

 

 

Toma de datos.

 

a) Disponga uno de los multímetros como óhmetro y mida las resistencias

 

 

Calcule el valor de R

 

                                                          

 

Coloque el otro multímetro como voltímetro en corriente continua y mida la caída de tensión en la pila

                                                               

 

 

b) Monte el circuito del esquema I. Cierre el circuito y anote tiempos, voltajes  e intensidad de la corriente en el circuito. Los datos los recoge en la tabla I y la completa utilizando el valor VL experimental

           

Tabla I

 

                                              

Tiempo/s

 

 

 

 

 

 

 

Voltaje V/V

 

 

 

 

 

 

 

Intensidad

I/mA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Anote el valor de VL que ha encontrado a partir de la tabla I.  VL=

Calcule VL a partir de la ecuación (2) (lo llamaremos teórico) y determine la desviación en tantos por ciento del VL experimental respecto del teórico

 

c) Intercambie las posiciones de las resistencia y mantenga el resto del circuito, así tiene dispuesto el esquema II. Opere como en el caso anterior y complete la tabla II

 

Tabla II

 

                                              

Tiempo/s

 

 

 

 

 

 

 

Voltaje V/V

 

 

 

 

 

 

 

Intensidad

I/mA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Anote el valor de VL que ha encontrado a partir de la tabla II.  VL=

 

Calcule VL a partir de la ecuación (3) (lo llamaremos teórico) y determine la desviación en tantos por ciento del VL experimental respecto del teórico.

 

 

Tratamiento  de los datos.

 

d) Represente el voltaje de la tabla I frente al tiempo.

 

e) Represente la intensidad de la tabla I frente al tiempo

 

f) Represente el voltaje de la tabla II frente al tiempo.

 

g) Represente la intensidad  de la tabla II frente al tiempo.

 

h) Represente el  frente al tiempo de la tabla I. Calcule a partir de la gráfica el valor de la capacidad del condensador

 

i) Represente el  frente al tiempo de la tabla II Calcule a partir de la gráfica el valor de la capacidad del condensador.

 

j) Deduzca la ecuación de la intensidad de la corriente para el circuito I. Dibuje la gráfica con los valores experimentales de la intensidad y con los proporcionados por la ecuación que ha deducido

 

k) Deduzca la ecuación de la intensidad de la corriente .para el circuito II .Dibuje la gráfica con los valores experimentales de la intensidad y con los proporcionados por la ecuación que ha deducido

 

 

 

ALMACÉN

Composición de fuerzas con ventosas

Fuerzas paralelas

Ley de enfriamiento de un líquido

Imágenes en espejos planos que se cortan

Ley de Snell con alfileres

Prisma de agua

Análisis de hilos conductores.Ley de Ohm

Máximo de una función (Potencia de un generador)

Ondas estacionarias transversales propagándose por una cuerda

Investigando con el péndulo bifilar

Investigando la relación entre el volumen evacuado por una bureta y el tiempo empleado

Péndulo Compás

Medida de la longitud de onda de la luz emitida por un puntero láser

Magnitudes directamente proporcionales

Construcción de un cronovibrador casero

Aplicación del cronovibrador: medida de la aceleración de la gravedad mediante la caída libre

Magnitudes inversamente proporcionales

Experimentos con una rueda de construcción casera

Calibrado de un espectroscopio y medida de longitudes de onda

Relación aproximada carga-masa del electrón

Movimiento parabólico

Lentes convergentes

Manómetro

Aproximación a la fuerza ejercida por la presión atmosférica

Ley de Boyle-Mariotte

Principio de Arquímides 1

Densidad de líquidos

Empuje y densidad

Acción y reacción.Medida cuantitativa aplicando el Principio de Arquímides

Condensadores. Parte I

Condensadores.Parte II

Condensadores.Parte III

Condensadores.Parte IV

Condensadores.Parte V

Condensadores.Parte VI

Verificación de la fórmula F=ma

Condensadores.Parte VII

Rendimiento de un calorímetro 1

Rendimiento de un calorímetro 2

Medida aproximada del índice de refracción del agua

Medida del calor específico de una tuerca

Ley de Boyle con tubo de Mariotte(Práctica individual)

Ley de Boyle con tubo de Mariotte(Práctica colectiva)

Ley de Snell

Ángulo límite

Imágenes virtuales en lentes divergentes

Límite de rotura de un hilo

Varilla pivotada

Lente de agua

Péndulo sector

Circuitos 1

Circuitos 2

Circuitos 3

Circuitos 4

Circuitos 5

Circuitos 6

Circuitos 7

Circuitos 8

Voltaje máximo en corriente alterna

Focal de una lente convergente

Lente gruesa

Circuitos 9

Imanes 1

Imanes 2

Impedancia

Péndulo compuesto

Lentes convergentes combinadas

Combinación de lentes

Circuito sorprendente de corriente alterna

Descarga entre condensadores I

Descarga entre condensadores II

Varilla girando en el aire

Impedancias 2

Circuito de corriente alterna con motor

Focal de una lente divergente

Cicloide acelerada

Un experimento con integración numérica

Óptica casera I

Óptica casera II

Resistencia interna de voltímetros

Carga y descarga de un condensador mediante una gran resistencia

Carga y descarga simultánea de uncondensador

Puente de Wheatstone

Óptica casera III

Circuito con cuatro resistencias

Óptica casera IV

Electricidad casera I

Condensadores en corriente alterna I

Condensadores en corriente alterna II