GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DE FÍSICA
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SOLUCIÓN

 

 

Fotografía 1

 

La fotografía es la representación real del circuito de la figura 1. El transformador empleado es de 220 V a 12 V pero es posible realizar el experimento si el voltaje de salida es algo mayor sin rebasar las normas establecidas del trabajo escolar. El voltímetro es de los más baratos y su escala menor en alterna es de 200 V.

 

 

Medida de la capacidad de un condensador no electrolítico

(versión sencilla)

 

1.-Introducción

 

La capacidad de un condensador electrolítico es mucho mayor que la de un condensador no electrolítico de tamaño semejante. La medida de la capacidad de los condensadores electrolíticos se puede realizar descargándolos  a través de una resistencia y siguiendo visualmente el tiempo y el voltaje, este procedimiento no es adecuado para los condensadores no electrolíticos ya que su descarga es prácticamente instantánea. En este experimento se muestra cómo medir la capacidad de estos condensadores.

El esquema del circuito se encuentra en la figura 1.

       

Material

Multímetro;  Juego de resistencias;  Transformador¸  Cables de conexión

 

 

 

2.-Fundamento teórico

 

Designamos con Iefz la intensidad eficaz que circula por el circuito y cuyo valor depende de la resistencia Rv que se cambia a lo largo del experimento. Vefz es  el voltaje eficaz del circuito y que se mantiene constante. PR representa la potencia que se suministra a la resistencia y que es variable ya que depende de Rv.

Al ser un circuito serie la intensidad es la misma en todos los puntos

 

 

 

La representación grafica de la potencia PR frente a Rv es una curva. Comprobamos si esa curva tiene un máximo o un mínimo, para ello derivamos la función PR=f(Rv) e igualamos a cero.

 

 

 

 

En la ecuación (2),  RV representa el valor de la resistencia para el que la curva PR-RV es un máximo o un mínimo y f es la frecuencia de la corriente alterna. Por consiguiente a partir de la gráfica de la potencia Pr en el eje Y frente a RV en el eje X es posible determinar la capacidad del condensador.

 

 

 

3.-Medidas

 

Prepare un juego de resistencias y mida sus valores utilizando  el multímetro  como óhmetro,  o si lo prefiere mida una resistencia  anote su valor, colóquela en el circuito y disponga el multímetro como voltímetro  y situelo entre los extremos de la resistencia. Anote el voltaje. Repita el procedimiento de medida. Si utiliza un multímetro barato debe realizar bastantes  medidas sobre todo en las proximidades del máximo (o mínimo). Si utiliza un voltímetro de alta calidad no necesita realizar tantas medidas, con unas quince es suficiente.

Complete la tabla I con las medidas y los cálculos allí indicados. Al final de las anteriores medidas coloque de nuevo en el circuito la resistencias más pequeña que haya usado y mida el voltaje eficaz (Vefz)a la salida del transformador. Haga lo mismo con la resistencia mayor y con una que sea  aproximadamente la media de las dos anteriores.

 

 

 

 

Tabla I

 

 

R/W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VR/V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PR/W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.-Tratamiento de los datos.

 

1.- Represente gráficamente la potencia en  ordenadas frente a la resistencia en abscisas. Calcule el valor de la capacidad del condensador y estime el error.

 

2.-Repita el proceso para otro condensador de capacidad diferente

 

 

 

 

 

 

 

Fig.1

FA es una fuente de corriente alterna de 220 V , corresponde a la red de entrada en el laboratorio o en los domicilios,.T es un transformador de baja,  convierte la corriente al terna de 220 V a 12 V, Rv es una resistencia que se cambiará a lo largo del experimento. V es un voltímetro de alterna. y C es un condensador no electrolítico, cuya capacidad se calcula en este experimento.