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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA PAZ
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍAS
INGENIERÍA BIOQUÍMICA
ELECTROMAGNETISMO
4to SEMESTRE GRUPO C PRÁCTICA 5.1 y 5.2 ¿Cómo actúa un condensador en un circuito de corriente eléctrica? y ¿Cómo se lleva a cabo el proceso de carga y descarga de un condensador? PRESENTAN: ARCE TERÁN ERICK SAÚL 21310716 GERALDO QUIRÓS ARTURO TADEO 21310112 MARTÍNEZ NAVARRETE JORGE JESÚS 21310152 DOCENTE: I.Q. Priscilla Castillo Madrid Martes, 07 de marzo del 2023
Introducción y objetivos
Las prácticas realizadas en esta ocasión están enfocadas a conocer más a fondo cómo es que funcionan los condensadores de energía dentro de un circuito eléctrico. Para la materia de electromagnetismo es importante conocer cómo es que se logra la carga y descarga de un condensador para que este pueda realizar correctamente su función debido a que es una pieza importante en componentes eléctricos que nos sirve como un almacén de energía eléctrica; aunque de igual manera puede funcionar como un convertidor de tensión alterna en tensión continua con la ayuda de un diodo. Al ser un componente tan importante debemos conocer cómo es que puede realizar dicha función y es por ello que en estas prácticas se buscó ver con ayuda de un montaje de un circuito eléctrico de corriente directa todo este proceso de carga y descarga del condensador. Los principales objetivos de esta práctica es que el alumno logre identificar el efecto que causa el agregar un condensador a un circuito eléctrico. Mientras que para la práctica 2 el objetivo es que el alumno logre conocer los factores que afectan la carga y descarga de un condensador eléctrico y cómo es la curva de tensión de carga y descarga.
Aspectos teóricos
Como ya hemos visto en anteriores prácticas, la corriente eléctrica la podemos clasificar en corriente alterna (CA) y corriente directa (CD); de una forma concreta, la CD se caracteriza por tener una batería como fuente de energía, y porque su corriente en el circuito es constante en magnitud y dirección. A la batería en este caso se le conocería como fuente de fuerza electromotriz, o también conocida como fuerza fem, “La fuerza fem de una batería es el voltaje máximo posible que esta puede suministrar entre sus terminales” (Serway, 2009). “La función de la batería en el circuito es mantener la diferencia de potencia que permita el flujo de carga. La batería no es una fuente de electrones” (Resnick, 2009). Pero así como la batería es un componente importante para un circuito de CD, también tiene otras partes de suma importancia para su funcionamiento, estos
junto al portalámpara y la lámpara, de tal manera que corresponda al lugar donde va instalada para que pueda realizarse la función del conmutador correctamente. Práctica 2 Al igual que para la realización de la primera práctica en esta se utilizaron los siguientes materiales: ● 1 tablero de conexión. ● 1 interruptor. ● 1 conmutador. ● Resistencia de 10㏀ ● Resistencia de 47㏀ ● Condensador electrolítico de 47μF, bipolar. ● Condensador electrolítico de 470μF, bipolar. ● Alambre en bloque de conexión. ● Cable de conexión, 25cm, rojo. ● Cable de conexión, 50cm, rojo. ● Cable de conexión, 50cm, azul. ● Multímetro ● Fuente de alimentación 0-12v~/6v~/12v~ ● Cronómetro Al igual que la práctica 1, el mecanismo de instalación es el mismo, aunque hay aparatos nuevos que se utilizaron. El multímetro tiene distintos parámetros de medición, por lo cual se enciende mediante el giro de una flecha, y se coloca en el rango que se quiera medir, Posteriormente se cambió la ubicación del foco y el portalámparas por una resistencia la cual dependiendo el procedimiento que se quería realizar se cambiaba por una u otra resistencia.
Procedimiento y mediciones
Para la primera práctica primeramente se montó el experimento, utilizando un condensador de 470 μ𝐹 y se cambia la línea de paso de energía. Ya que se encendió la fuente de alimentación se procedió a modificarla a 12V. Cuando el conmutador estuvo en la primera posición, al momento de encenderlo y apagarlo
sucesivamente durante varias ocasiones, no mostró un brillo en él, significado de que no hubo paso de corriente. Después de esto, se cambió el conmutador a la posición número dos, en la cuál al encender y apagar varias veces, hubo más brillo por parte de la bombilla cuando ésta era prendida por milésimas de segundos. Se prosiguió a cambiar el conmutador de nuevo en otra posición, y el interruptor se puso en apagado para que no hubiera paso de corriente. Ya que el conmutador estaba cargado, y en la otra posición que se estableció, se observó un poco más de luminosidad a la hora de encenderlo. Para la segunda práctica se analizó el punto en el cual se cargaba y descargaba el condensador. De igual forma, se cargó el circuito y se midió el tiempo que tomó en llegar a 6V, el cual fue de 35 segundos. Posterior a esto, se descargó el circuito y, ya que estuviera vacío, se reemplazó con el condensador de 47 microfaradios. Se cargó de nuevo el circuito y se analizó el tiempo que tarda en cargarse, que fue un total de un minuto con 47 segundos.Seguido de esto, por intervalos de 10 segundos, se calculó el voltaje que maneja el circuito al momento de su descarga. Los datos de carga del voltaje son los siguientes: Voltaje Segundos 48.7 10 81.8 20 108.7 30 130.3 40 147 50 162.6 60
Análisis de resultados
Basados en los resultados obtenidos, nos logramos percatar como interactúa el condensador con el circuito, ya que la función primordial de este es almacenar energía; de igual forma, nos percatamos de que podemos llegar a cambiar la
observar que el intervalo de tiempo en el que cargaba variaba considerablemente comparado con uno de menor capacidad. De igual forma se logró entender el funcionamiento de un conmutador y como es que al conmutar en ambas posiciones el circuito tomaba una vía u otra y cambiaba completamente la forma en que fluía la energía dentro del circuito y esto hacía que hubiera una pequeña luminosidad en la lámpara según la posición del conmutador. (Martínez Navarrete Jorge Jesús)
Conclusiones
Gracias a las interacciones que se llegan a presentar entre los condensadores y las resistencias empleadas, se puede comprender de una mejor forma la significancia y el funcionamiento de un circuito RC de primer orden; gracias al voltímetro medimos en cifras la capacidad del circuito según los resistores empleados, así como la capacidad de almacenaje de los condensadores, en conjunto nos entregaban un sistema particular que puede funcionar como la base para varios circuitos mucho más complejos multifuncionales. En conjunto estos dos componentes sirven mucho en el uso cotidiano de circuitos en los que el condensador se carga y descarga alternativamente, ya sea para el funcionamiento de un parabrisas, las luces intermitentes de un semáforo, entre otros ejemplos, (Arce Terán, Erick Saúl). De esta forma, podemos calcular el tiempo de carga y descarga de un circuito mediante los condensadores, claro, dependiendo de qué parámetros de medida nos estemos enfocando para su trabajo, hacer las equivalencias adecuadas para que no haya error también es muy importante. El proceso de carga y descarga es muy utilizado en la vida diaria, muchos aparatos trabajan almacenando energía para que, llegado su momento de uso, puedan descargar la energía que guardaron mientras no estaba siendo utilizado. Con ayuda de un voltímetro y, sabiendo identificar el condensador dentro de un circuito junto con su ubicación dentro del circuito, podremos calcular lo que se necesite. (Geraldo Quirós, Arturo Tadeo). Una vez realizada la práctica se ha podido comprender cómo es que un condensador puede llevar a cabo su proceso de carga y descarga, de igual manera se ha podido entender cómo es que funciona dentro de un circuito este componente tan importante que nos ayuda a poder medir cómo es que se comporta la corriente de un circuito y como es que se puede almacenar energía para poder realizar un
pequeño accionar del circuito más adelante cuando se ha dejado de utilizar por un tiempo determinado. El haber comprendido cómo se lleva a cabo este proceso nos ayudó a entender en la práctica como es que cumple su función el código de color de los condensadores. (Martínez Navarrete Jorge Jesús)
Recomendaciones
● Identificar correctamente la capacidad del condensador que se va a utilizar y ver que coincida con el de la práctica. ● Corroborar que se esté fijando la tensión correcta en la fuente de poder. ● Identificar los componentes del diagrama del circuito y ver que coincida con el montaje realizado. ● Identificar la polaridad de cada terminal en la que se va a conectar el multímetro para obtener mediciones correctas.
Bibliografía o fuentes de consulta
(Giancoli, D.) (2006). FÍSICA. Cengage Learning. México, D.F. (Resnick, R.) (2009) Física vol. 2. Cengage Learning. México, D.F. (Serway, R.) (2009). Física: Para ciencias e ingeniería con Física Moderna. Cengage Learning. México, D.F. (Serway, R.) (2012). Física: Para ciencias e ingeniería con Física Moderna. Cengage Learning. México, D.F. (Tippens , P) (2009) Física: Conceptos y aplicaciones. McGraw-Hill Interamericana. Bogotá, Colombia.
