UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE

MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES

CUAUTITLÁN

INGENIERÍA INDUSTRIAL

LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

PROFESOR: FERNANDO GUERRA PARRA

GRUPO:2455-B

PRÁCTICA 4: CAPACITANCIA Y CAPACITORES

JIMÉNEZ BALTAZAR ALMA GUADALUPE

SEMESTRE 2023-2
OBJETIVO.
General.
Conocer las características y propiedades de los capacitores, a través de
diferentes experimentos con el fin de un adecuado manejo y uso de estos.
Particulares.
• Distinguir los diferentes tipos de capacitores y sus características.
• Verificar que los capacitores almacenan energía.
• Verificar la relación que cuantifica la carga y el voltaje en un arreglo de
capacitores en sus diferentes tipos de conexión.
CONOCIMIENTOS PREVIOS
1. Defina el concepto de capacitancia eléctrica, además describa los
elementos fundamentales que forman un capacitor.
Un condensador o capacitor está formado por dos conductores que tienen cargas
iguales y de signo contrario. Los conductores se denominan armaduras o placas
del condensador.
La capacitancia es la relación entre la carga de un conductor o conductores que
forman un capacitor y el valor de la diferencia de voltaje existente entre las placas
del condensador.

2. Dé una clasificación de acuerdo con el material dieléctrico empleado entre

sus placas, además indique cuales son los capacitores polarizados y no
polarizados.
Los capacitores polarizados son de tipo electrolítico y sólo funcionan cuando están
conectados a la tensión correcta de polaridad. Los capacitores no polarizados no
tienen ninguna preferencia en cuanto a cuál de sus dos terminales están
conectados a una tensión positiva o negativa.
3. Al conectarse un capacitor a las terminales de una fuente de voltaje:
a) ¿En qué situación se considera que el capacitor adquirió su carga máxima?
b) Una vez que se ha cargado completamente un capacitor. ¿En dónde almacena
su energía acumulada?
4. ¿Qué parámetros se deben cuidar para no dañar un capacitor?
Bajo voltaje de línea de alimentación. Mal dimensionamiento del capacitor. Uso de
un capacitor para el voltaje inferior al requerido. Temperatura excesiva. Ciclo de
trabajo excesivos
5. Investigue la relación que guardan entre si los voltajes, las cargas y la energía
en un arreglo de capacitores conectados en paralelo y en serie.
Cuando los capacitores están conectados en paralelo en un circuito, cada
capacitor tiene el mismo voltaje en sus placas y la carga total es la suma de las
cargas individuales de cada capacitor. Cuando los capacitores están conectados
en serie, la carga total es la misma para todos los capacitores y el voltaje total es
la suma de los voltajes individuales de cada capacitor. La energía almacenada en
un capacitor es igual a la mitad del producto de su capacitancia y el cuadrado de
su voltaje.
6. Considerando el ejemplo establecido, complete la siguiente tabla.
Usos Descripción Aplicaciones
-Capacitor de Una de sus aplicaciones es para el -Arranque de motor de
arranque. arranque de una bomba de agua bomba para agua
monofásica la cual no cuenta con la monofásica, arranque
suficiente fuerza para arrancar, de
necesitando un capacitor que tenga automóviles.
- Touch screen. una descarga grande para aumentar
su par de arranque y comience a -Pantallas táctiles
funcionar. capacitivas
Están basadas en sensores
- Filtro de capacitivos, consisten en una capa de -Equipos de audio
audiofrecuencia aislamiento eléctrico, como el cristal,
recubierto con un conductor
transparente, como el ITO (tin-doped
indium oxide). Como el cuerpo
humano es también un conductor
eléctrico, el contacto con la superficie
de la pantalla genera una distorsión del
campo
electrostático de la pantalla, que se
mide a través del cambio en
la capacitancia (capacidad eléctrica) y
la posición se envía al controlador,
para su procesamiento.
Básicamente, permiten “filtrar” una
frecuencia de una serie ondas
electromagnéticas, evitando su paso a
un sistema reproductor.
Banco de Los bancos de capacitores funcionan Son utilizados en
capacitores con la misma teoría que un solo grandes industrias
capacitor; están diseñados para para asegurar la
almacenar energía eléctrica, solo que a calidad y potencia de
una capacidad mayor que un solo la energía que se
dispositivo. suministra en estos
lugares, lo más
comunes son
automotriz.
Duplicadores Funciona capturando el voltaje entrante Es una fuente de
de a través de una serie de alimentación de CC
voltaje condensadores. Un capacitor captura capaz de usar una
el voltaje que se mueve hacia adelante fuente de 240 VCA o
y otra captura la corriente cuando se 120 VCA.
 mueve en la dirección opuesta. Cuando
ambos condensadores están
completamente cargados, se libera la
corriente.
Soldadura por Es un tipo especial de soldadura de Consiste en aplicar
descarga de punto utilizado principalmente para unir una descarga eléctrica
capacitores pernos a un material fijo y consiste en almacenada en un
aplicar una descarga eléctrica banco de capacitores
almacenada en un banco de entre las piezas a
capacitores entre las piezas a soldar, soldar, esto realiza el
esto realiza el fundido de las mismas fundido de las mismas
justo en la superficie de contacto. justo en la superficie
de contacto.
INTRODUCCIÓN
CAPACITANCIA Y CAPACITORES
El capacitor es un dispositivo que nos permite almacenar energía eléctrica.

El símbolo del capacitor es la letra C. El símbolo gráfico que se utiliza depende de

la construcción particular del capacitor. La unidad de capacitancia es el faradio (F).
En principio, el capacitor de placas paralelas está constituido por dos placas
metálicas, separadas por un material aislante que puede ser aire o cualquier otro
material dieléctrico. .
La capacitancia de un capacitor está determinada por tres factores:
• La superficie (A) de las placas conductoras.
• La distancia (d) entre las placas.
• La constante dieléctrica Ke o εR, la cual es una característica del tipo de
material aislante entre las placas.
La expresión matemática de la capacitancia en función de los tres factores
mencionados está dada en la siguiente ecuación:

Voltaje del capacitor en función de la carga y la capacitancia.

La carga que se acumula en el capacitor provoca una diferencia de potencial entre
sus placas.
Cuanto mayor es la carga, mayor será el voltaje sobre el capacitor, es decir, la
carga Q y el voltaje V son directamente proporcionales entre sí. Por otra parte, la
capacitancia C tiene influencia inversa sobre el voltaje; una cierta carga eléctrica
en un capacitor de baja capacidad producirá un voltaje mayor si la misma carga se
encontrase en un capacitor de capacitancia elevada.
La relación entre la carga y el voltaje en un capacitor está dada por la siguiente
ecuación:

Dónde: V es el voltaje entre placas del capacitor [V]

Q es la carga [C]
C es la capacitancia
Conexión de capacitores
Los capacitores pueden ser conectados en serie, en paralelo y en combinaciones
serie-paralelo. El cálculo de la capacitancia está basado en la ecuación anterior
que da el voltaje en función de la carga y de la capacitancia del capacitor.

En la conexión paralelo de capacitores, el voltaje es el mismo entre terminales de

cada capacitor.
La ecuación que da la carga total QT que es transferida de la fuente Vf a los "n"
capacitores conectados en paralelo es la siguiente:
Qt= Q1 + Q2 +… + Qn
De la anterior ecuación se puede llegar a la conclusión de que cuando se
conectan "n" capacitores en paralelo se obtiene la siguiente relación.
Ct = C1 + C2 +…+ Cn
Por tanto,

MATERIAL Y EQUIPO
➢ Una Bocina.
➢ Un generador digital de señales.
➢ Un tablero con muestras de capacitores.
➢ Una fuente de poder de CD.
➢ Un multímetro.
➢ Capacitores de 2200 μF a 16V, 500μF a 50V, 100 μF a 16V, 47 μF a 16V y
22 μF a 16V.
➢ Un Capacitor de 22 μF a 16V para prueba destructiva.
➢ Una caja de acrílico.
➢ Conjunto de cables de conexión.
➢ Una protoboard.
➢ Un led.
DESARROLLO
Tipos de Capacitores y sus características.
1.- Explicación por parte del profesor, con ayuda del tablero de muestra de
capacitores, de los diferentes tipos y sus características.
a) Con base a la explicación y a lo observado ¿Qué parámetros debe especificar
el fabricante de un capacitor?
Voltaje máximo, capacitancia, polaridad, temperatura de operación
Prueba destructiva de capacitores.
2.- Arme el circuito y observe que en la conexión de la polaridad del capacitor esta
invertida y además tiene un voltaje mayor al voltaje de trabajo. Antes de energizar
el circuito debe estar puesta la caja de acrílico.
3.- Energice el circuito, déjelo conectado por un tiempo y observe lo que sucede.

b) ¿Por qué debemos respetar el valor del voltaje y la polaridad especificada en

los capacitores?
Los capacitores son componentes electrónicos que almacenan energía eléctrica
en forma de carga eléctrica en sus placas. El valor del voltaje especificado en los
capacitores es la cantidad máxima de voltaje que se puede aplicar a un capacitor
sin dañarlo. La polaridad especificada en los capacitores es importante porque los
capacitores tienen una polaridad positiva y negativa y si se conectan al revés,
pueden explotar. Por lo tanto, es importante respetar el valor del voltaje y la
polaridad especificada en los capacitores para evitar dañarlos y garantizar su
correcto funcionamiento.
4.- Arme el circuito de audio
5.- Varíe la frecuencia en el generador de funciones desde 0 Hz hasta 22KHz
c) De acuerdo a la medida observada en el generador de señales y lo escuchado
en la bocina ¿Cuál es el rango de la frecuencia audible?
Un oído sano y joven es sensible a las frecuencias comprendidas entre los 19 Hz y
los 19 kHz.
Capacitor como filtro de señal de audio
6.-Explicación del funcionamiento de un capacitor como filtro de señal de audio.
7.- A través del generador de señales alimente a la bocina con una señal cuadrada
de frecuencia de 1000 Hz y una amplitud de 5 V figura 4.7.a, escuche el sonido
generado y posteriormente agregue un capacitor que sirva como filtro, según se
muestra en la figura 4.7.b, repetir el experimento con tres distintos capacitores.
CONCLUSIONES
En esta práctica analizamos los capacitores que son componentes electrónicos
que almacenan energía eléctrica en forma de carga eléctrica en sus placas las
características y propiedades de los capacitores, lo que pasa si al energizar un
capacitor se excede su capacidad de voltaje, así como su funcionamiento en este
caso, para generar una frecuencia audible con la bocina.

BIBLIOGRAFÍA
FLOYD, THOMAS L. Principios de circuitos eléctricos. Octava edición PEARSON
EDUCACIÓN, México, 2007