Capasitor carga y descarga

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  • Publicado : 27 de marzo de 2011
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LE Marco teórico
Para poder analizar la carga y descarga en un capacitor se debe tener un conocimiento de que es un capacitor y para qué sirve además de tener un conocimiento sobre los circuitos RC (resistencia y capacitor), además de comprender las ecuaciones de carga y descarga de un capacitor y también saber que estas ecuaciones provienen de una ecuación diferencial homogénea, concoeficientes constantes y de primer orden; se debe tener conocimiento de estas cuestiones para poder proceder a contestar esta práctica; a continuación pasaremos a definir estos conceptos.
Capacitor
Un capacitor ó condensador es un dispositivo formado por dos conductores ó armaduras, generalmente en forma de placas o láminas, separados por un material dieléctrico, que sometidos a una diferencia depotencial adquieren una determinada carga eléctrica. A esta propiedad de almacenamiento de carga se le denomina capacidad, y en el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo un faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una diferencia de potencial de 1 voltio, estas adquieren una carga eléctrica de 1 culombio.

El valor de la capacidad vienedefinido por la fórmula siguiente:
C=Q/V
Circuito RC
Los circuitos RC son circuitos que están compuestos por una resistencia y un condensador.
Se caracteriza por que la corriente puede variar con el tiempo. Cuando el tiempo es igual a cero, el condensador está descargado, en el momento que empieza a correr el tiempo, el condensador comienza a cargarse ya que hay una corriente en el circuito.Debido al espacio entre las placas del condensador, en el circuito no circula corriente, es por eso que se utiliza una resistencia.
Resistencia
Es la capacidad de los materiales para oponerse a un flujo de corriente o, más específicamente, al flujo de carga eléctrica. El elemento del circuito utilizado para modelar este comportamiento se le denomina resistencia; ésta se mide en ohms y se expresa conla letra omega (Ω).

Carga del Capacitor:
Cuando se conecta un capacitor descargado a dos puntos que se encuentran a potenciales distintos, el capacitor no se carga instantáneamente sino que adquiere cierta carga por unidad de tiempo, que depende de su capacidad y de la resistencia del circuito. Representa un capacitor y una resistencia conectados en serie a dos puntos entre los cuales semantiene una diferencia de potencial. Si q es la carga del condensador en cierto instante posterior al cierre del interruptor e i es la intensidad de la corriente en el circuito en el mismo instante, se tiene que:
Carga=E(1-e-1RC t)

Descarga del capacitor:
Cuando el capacitor ya ha adquirido una carga QT (una carga al 99% de su capacidad); se procede a la descarga esto se efectúa quitadola fuente del circuito y uniendo los puntos abiertos. Si ahora cerramos el interruptor, tendremos que:
Descarga=E e-1RC t
Capacitor eléctrico:

Forma de representar un capacitor

El faradio:
Se define como la cantidad de capacitancia para cuál a diferencia potencial de un voltio resultados en la carga estática de uno culombio. Tiene la representación del SI de la base de s4 · A2 · m-2 ·kilogramo-1. Desde amperio es el índice del flujo eléctrico (actual) de un culombio por el segundo, una definición alterna es que un faradio es la cantidad de capacitancia que requiera un segundo para un flujo de un amperio de la carga para cambiar el voltaje por uno voltio.
Para poder obtener las ecuaciones de carga y descarga de un capacitor se necesitan las ecuaciones diferenciales homogéneas deprimer orden y con coeficientes constantes.

RC
La multiplicación de resistencia con capacitor (ohms por faradios) nos da segundos la multiplicación de éstos nos da la constante de tiempo conocida como Tao; en 4 constantes de tiempo nos da el 99% de la carga del capacitor y en 4 constantes de tiempo nos da 99% de la descarga del capacitor.
A continuación se presenta los datos teóricos y...
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