Carga Y Descarga Condensador

Potada

Contraportada

INTRODUCCION

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL
* Analizar los procesos de carga y descarga de un condensador a través de una resistencia.

OBJETIVOS ESPECIFICOS
* Comprobar que la corriente en un circuito RC y la carga en al condensador, varían con el tiempo, en el proceso de carga y descarga de un condensador.

* Obtener experimentalmente las curvas decarga y descarga de un condensador en función de la corriente y el voltaje.

* Determinar teórica y experimentalmente la constante de tiempo del circuito RC.

CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR

En esta práctica utilizaremos el circuito RC, en el que se tiene un condensa de capacidad C, que puede cargarse y descargarse a través de una resistencia R. Ambos elementos están conectados en seriea los bornes centrales de un conmutador bipolar de doble conexión. Los bornes superiores de dicho conmutador están conectados a una fuente de alimentación de potencia, que suministra una diferencia de potencial constante V.
Se considera que inicialmente el condensador esta descargado. Cuando se pasa el conmutador a la posición superior, el condensador se va cargando, hasta que la diferencia depotencial entre sus armaduras se iguala al potencial de la fuente. Si, una vez que el condensador ha adquirido carga, se pasa el conmutador a la posición inferior, el condensador se descarga a través de la resistencia R. Ni el proceso de carga, ni el de descarga son instantáneos, requiriendo ambos un tiempo que depende, de los valores de C y R.

Proceso de carga.
Representaremos por q(t) lacarga y por i(t) la intensidad de corriente en el circuito en función del tiempo. Las diferencias de potencial instantáneas en la resistencia VR y el condensador VC son:
VR=IR ; VC=qc
Por lo tanto: V=VR+VC= IR+qc entonces: i=VR - qc
En el instante en que se efectúan las conexiones, cuando q=0, la intensidad inicial es i0=VR
Cuando la carga va aumentando, crece el termino q/RC, y la intensidad disminuye hasta anularse finalmente. Cuando i=0, finaliza el proceso de carga y el condensador queda cargado con una carga final dada por qf=CV.

Puede demostrarse que la carga en el condensador y la corriente en el circuito varían, respectivamente, de acuerdo a las siguientes expresiones:
q(t)=CV (1-etRC) I(t) = i0 etRC

El producto RC, queaparece en el exponente, tiene dimensiones de tiempo y se denomina constante de tiempo o tiempo de atenuación del circuito. La constante de tiempo representa el tiempo que tarda el condensador en adquirir el 63% de su carga final de equilibrio.

Proceso de descarga.
Supongamos que el condensador haya adquirido una carga q0 y que pasamos el conmutador a la posición inferior, de modo que se puedadescargar a través de la resistencia R. Nótese que q0 representa la carga inicial en un proceso de descarga y que no es necesariamente igual a la qf definida anteriormente. Solo si el conmutador ha permanecido en la posición superior un tiempo t>>RC, será q0 aproximadamente qf.

Dado que ahora no hay f.e.m. en el circuito, tenemos que R y C quedan en paralelo. Se puede demostrar que lacarga en el condensador y la corriente en el circuito varían, respectivamente, de acuerdo a las siguientes expresiones:

q(t)=q0 (1-etRC) I(t) = i0 etRC

PROCEDIMIENTO
Materiales
* Multímetro
* Resistencias
* Condensador
* Conectores
* Fuente de poder
* cronometro
Medir con el multímetro el valor de la resistencia y el condensador.A-Proceso de carga
* Pasar el conmutador a la posición superior y leer los valores de los voltímetros. Anote los resultados en las columnas de la tabla 1.

* Repita las medidas cada 20 segundos y anote estos valores en la tabla1.

B-Proceso de descarga
* Al finalizar el proceso de carga pasar el conmutador a la posición inferior
Lea los valores de los voltímetros cada 20 segundos y...