CAPACITANCIA

CAPACITANCIA

Objetivo General
Medir capacitores en serie y en paralelo, comparando valores reales y teóricos.

Implementos

·        *   Protoboard

·        *   Cable

·        *   Cortafríos

·        *   Multímetro o LCR meter

·        *   Capacitores de distintos valores y tipos

Procedimiento

1.       Se apuntó el valor teórico de cada capacitor teniendo en cuenta el numero especificado en el mismo, contando con que las unidades en las que esta expresado son PicoFaradios (pico=10^-12).

En este número anotado, las dos primeras cifras son los dígitos de la capacitancia, y la última cifra representa la potencia de diez por la cual se lo debe multiplicar, dejando todos expresados en NanoFaradios; por ejemplo:

Capacitor cerámico:
47 x 10² x 10^-12  =  47 x 10^-10 = 4.7 x 10^-9  = 4.7 nF

 2. Se midió el valor de los capacitores con un LCR meter, dispositivo especializado en medir capacitancia y resistencia, para obtener un valor experimental de cada uno de ellos, y se los compara en una tabla así:

3.       Obtenemos el margen de error existente entre el valor teórico y el experimental.

4.       Se realizo el montaje indicado, organizado en serie y en paralelo los capacitores según se indicaba. 

5.       Se calculo la capacitancia total teórica y experimental

·         Teórica:

Paralelo:
47 nF + 56 nF = 103 Nf

Paralelo:
100 nF + 10 nF = 110 nF

Capacitancia total en Serie:

·         Experimental:

Para medir la capacitancia total con ayuda del LCR meter, se puso una pinza en cada cable del sistema abierto como se ve en la fotografía, y el valor experimental fue de 3.200 nF.

6.       Los valores medidos no son iguales a los reales dado que estos no logran ser estables, como se pudo observar, al medir los capacitores con el LCR meter, se noto que el valor leído nunca dejaba de variar, esto, producto de la característica que tienen los capacitores de cargarse y descargarse, puesto que su magnitud está dada  como la relación entre la carga almacenada (Q) y la tensión a la que se encuentra (V).

Por lo mismo, que el valor que le anotan en su superficie, sea cerámico o electrolítico muy difícilmente va a coincidir con el arrojado por el medidor, pues este permanece en constante cambio.

7.       A pesar de que a simple vista pareciera que la diferencia no es muy grande entre los valores obtenidos de manera experimental y teórica, al calcular el margen de error, se obtiene que es del 9.9818 %, lo cual es considerado una gran discrepancia.

La variación de estos es precisamente debido a la inconsistencia en la lectura experimental de los capacitores, que siempre va a ser diferente, y según esto podrá aumentar o disminuir, de acuerdo al valor anotado leído en el Multímetro, este afectara todo el resultado total, dependiendo de que el sistema se halle estructurado en serie o en paralelo, lo cual también influye en la disminución o incremento de la capacitancia total del montaje.

8.       Una placa de circuito impreso o PCB (del inglés printed circuit board), es una superficie constituida por caminos o pistas de material conductor laminadas sobre una base no conductora. El circuito impreso se utiliza para conectar eléctricamente - a través de los caminos conductores, y sostener mecánicamente - por medio de la base, un conjunto de componentes electrónicos. Los caminos son generalmente de cobre mientras que la base se fabrica de resinas de fibra de vidrio reforzada (la más conocida es la FR4), cerámica, plástico, teflón o polímeros como la baquelita.

Esto permite que en ambientes de producción en masa, sean más económicos y confiables que otras alternativas de montaje. En otros contextos, como la construcción de prototipos basada en ensamble manual, la escasa capacidad de modificación una vez construidos y el esfuerzo que implica la soldadura de los componentes hace que los PCB no sean una alternativa óptima.

De acuerdo a esta definición, la dificultad que habría en trabajar en una placa de circuito impreso seria, que una vez armado el montaje es muy difícil y trabajoso hacer cambios, pues en esta los elementos van soldados a la misma, cosa contraria en la Protoboard, que al ser una tabla llena de orificios conectados entre si permite hacer cambios rápidos y sin ninguna dificultad en caso de cometer equivocaciones, lo que contribuye a economizar materiales y sobretodo tiempo.

9.       Concluyendo:

·         Se logro a cabalidad el objetivo planteado, pues con las debidas instrucciones y la cátedra previa se comprobó el funcionamiento de un montaje de capacitores que se hallaban organizados en paralelo y en serie, de modo que se le hallara su respectivo valor de capacitancia total.

·         Existen gran variedad de capacitores en el mercado, y se lkos puede encontrar de variadísimos valores, que son utilizados de acuerdo a este en diferentes tareas y oficios.

·         Los capacitores son dispositivos capaces de almacenar energía capaces de sustentar un campo eléctrico que aunque desde el punto de vista físico no almacena carga ni corriente, sino energía mecánica, cuando lo introducimos en un circuito se comporta como un almacenador de energía eléctrica que luego cede en el periodo de descarga.

·         El valor de la capacitancia Total jamás va a ser exactamente el mismo dada la variación constante de la capacitancia de cada condensador, como tampoco lo serán su valor teórico vs. Su valor experimental.