Memoria de practicas: Condensadores
Introducción y objetivos
En esta practica se tiene como objetivo simular y realizar la carga y descarga de un condensador, observando tanto la intensidad como el voltaje en el tiempo.
Lista de materiales
- Fuente de alimentación Promax FAC363B
- Polimetro Promax PD693
- Tablero de laboratorio
- Resistencia de 47KΩ.
- Condensador de 470μF.
- Cableado
Cálculos previos
En este caso los cálculos previos los realizamos mediante el programa de simulación OrCAD,
Hemos medido el valor de la tensión y de la intensidad cada cinco segundos, y también hemos indicado en la gráfica un ciclo de carga (el 63% de la carga máxima) y cinco ciclos de carga.
Estos han sido los valores de la tensión durante la carga:
| T (s) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| V (V) | 2,41 | 4,39 | 5,92 | 7,14 | 8,12 | 8,9 | 9,54 | 10,03 | 10,43 | 10,74 |
Por otra parte, estos han sido los valores teóricos de descarga del condensador, una vez eliminada la fuente de alimentación del simulador.
| T (s) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| V (V) | 9,58 | 7,6 | 6,07 | 4,85 | 3,87 | 3 | 2,45 | 1,96 | 1,56 | 1,25 |
Por otra parte, la medición de la intensidad durante la carga devolvía la siguiente gráfica y los siguientes datos
| T (s) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I (A) | 203,22μ | 171,76μ | 129,71μ | 103,24μ | 82,12μ | 65,41μ | 52,45μ | 41,75μ | 33,23μ | 26,45μ |
Por ultimo, la simulación devolvía los siguientes datos al realizar la descarga del simulador, ya sin fuente de alimentación continua.
| T (s) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I (A) | -203,22μ | -171,76μ | -129,71μ | -103,24μ | -82,12μ | -65,41μ | -52,45μ | -41,75μ | -33,23μ | -26,45μ |
Ejecución
En este ejercicio hay que ser especialmente cuidadosos dadas las características del elemento a manejar, dado que si no esta totalmente cargado o descargado las mediciones pueden ser erróneas. En este caso, la carga y descarga del condensador no fueron conflictivas.
Estas fueron las mediciones de tensión en la carga del condensador:
| T (s) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| V (V) | 3.4 | 5 | 6.7 | 7,6 | 8,2 | 9 | 9,4 | 9.8 | 10,1 | 10,3 |
Durante la descarga del condensador, esta era su tensión:
| T (s) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| V (V) | 8.6 | 6.9 | 5.1 | 4.1 | 3.1 | 2.7 | 1.9 | 1,6 | 1,2 | 1 |
A continuación, realizamos las mediciones de intensidad en la carga del condensador.
| T (s) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I (A) | 190μ | 147μ | 115μ | 89μ | 70μ | 57μ | 44μ | 35μ | 29μ | 23μ |
Por ultimo, esta es la intensidad que pasa por el condensador en la descarga
| T (s) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I (A) | -170μ | -140μ | -107μ | -85μ | -69μ | -50μ | -40μ | -33μ | -26μ | -20μ |
Los mayores problemas a la hora de realizar esta practica han venido motivados por el factor del tiempo. Las mediciones no son exactas por el propio retardo de quienes realizábamos la practica. Asimismo, el polimetro nos acotaba inferiormente la escala de la intensidad, por lo que los valores de la intensidad no son tan exactos como en la simulación.
Cuestiones
¿Que pasaría si utilizamos una resistencia de menor valor?
Que el condensador se cargara y se descargará de forma mas rápida.
¿Y si utilizamos un condensador de mayor capacidad?
Utilizando la misma resistencia, se cargará mas lentamente y dará mas intensidad.
¿Se comporta de igual modo si en vez de a una batería lo conectamos a la corriente alterna?
No, dado que tenderá a proveer corriente en los momentos donde la corriente cambia rápidamente.
¿Que I circulará en estos circuitos al cabo de un buen rato de haber conectado la fuente de alimentación?
Teniendo en cuenta que una vez que el condensador se ha cargado completamente actua como un elemento abierto por el que no pasa corriente, en el primer circuito no pasará corriente alguna. Sin embargo, en el segundo circuito, al estar el condensador en paralelo, al cargarse toda la corriente pasará por las resistencias. ç
[math]\displaystyle{ V=IR\Leftrightarrow I=\frac{V}{R}\Rightarrow I=\frac{15}{2+3}=5A }[/math]
¿Que precauciones debo tomar con los condensadores electrolíticos?
Los condensadores electrolíticos poseen una polaridad que siempre hay que respetar.
¿Que ocurre en B si variamos V en el generador despacio y rápido?
El efecto de cambiar el voltaje en el generador es que el condensador apenas produce intensidad. Sin embargo, si se hace de forma rápida o de golpe, el condensador produce un pico de intensidad.
