carga y descarga de un condensador

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERÍA DE QUÍMICA Y METALURGIA
ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
“FISICA II”




PRACTICA N° 07: CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR
ALUMNOS : BAUTISTA PALOMINO, Fiorella
CASTRO CUETO, Anniekelly
FLORES MICHCA, Gabriel
PROFESOR DE PRACTICA : ORE GARCIA,Julio
GRUPO : jueves de 3-6 pm
FECHA DE ENTREGA : 09 de octubre del 2014
SEMESTRE ACADÉMICO : 2013 – II
AYACUCHO – PERÚ
2014
CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR

I. OBJETIVO
Estudiar el comportamiento de la carga y descarga de un condensador

II. INTRODUCCIÓN TEÓRICA
Al cargar un condensador inicialmente descargado (fig. 1), se verifica que:y puesto que tensión del generador, la constante de tiempo de carga y t el tiempo
Y al descargar un condensador inicialmente cargado (fig. 2), se verifica que:
y puesto que , VM es el voltaje máximo de carga, la constante de tiempo de descarga y t el tiempo




Carga de un condensador
Al situar el interruptor S en la posición 1, la carga del condensador no adquiere instantáneamente suvalor máximo, Q, sino que va aumentando en una proporción que depende de la capacidad, C, del propio condensador y de la resistencia, R, conectada en serie con él.

Por tanto la cantidad de carga que tendrá ese condensador en función del tiempo transitorio del circuito será:


Imagen 1. Proceso de carga del condensador. Ésta aumenta
exponencialmente con el tiempo. Elaboración propia
 
Enla figura se representa gráficamente esta ecuación, la carga del condensador en función del tiempo. Se denomina constante de tiempo del circuito:


Al tiempo al cabo del cual la carga del condensador equivale al 63,1% de la carga máxima y es igual a:

 De la misma forma, la intensidad de la corriente de carga se obtiene con la expresión:


En la figura siguiente se observa cómo laIntensidad va disminuyendo exponencialmente y al cabo de un tiempo:

Esta intensidad vale solamente I/e.

Imagen 2. Proceso de carga del condensador. La intensidad disminuye
exponencialmente con el tiempo. Imagen de elaboración propia
Descarga de un condensador
Una vez que tenemos cargado el condensador, situamos el interruptor S en la posición 2, de forma que el condensador se desconecta de labatería. En esta situación el condensador va perdiendo paulatinamente su carga y su expresión de cálculo es:

 
Siendo Q, la carga máxima que tenía al principio, antes de desconectarlo de la batería por medio del interruptor.

Imagen 3. Proceso de carga del condensador. Ésta disminuye exponencialmente con el tiempo.
Imagen de elaboración propia
Al cabo del tiempo:


La carga del condensadores Q/e, es decir, tanto en la carga como en la descarga, la constante de tiempo tiene el mismo valor.
La intensidad de corriente de descarga vendrá dada por la expresión:

 


Imagen 4. Proceso de carga del condensador. La intensidad disminuye exponencialmente con el tiempo.
Imagen de elaboración propia
Se observa que tanto la intensidad de la corriente de carga como la de descarga sonprácticamente iguales, su diferencia radica en el signo negativo debido a que ambas corrientes son de sentidos contrarios.



III. PROCEDIMIENTOS (P), RESULTADOS (R) Y CUESTIONARIO (C)
MATERIALES: fuente DC variable, condensador, resistencia, un multímetro digital, una llave unipolar de dos posiciones, protec board, cronómetros y conectores.

1. (P) Arme el circuito de la fig. 1



Fig. 12. Carga del condensador:
2.1 (P) Coloque el conmutador en la posición I, note que en esta posición el circuito de la fig. 4 equivale al circuito de la fig. 1
2.2 (P) Simultáneamente acciones el cronómetro y la fuente a unos 4 V DC. Anote el valor del voltaje de carga a distintos tiempos.
TIEMPO
VOLTAJE
0
0
2.2
0.2
3.55
0.4
4.97
0.6
7
0.8
8.73
0.9
10.33
1
13.04
1.1
14.7...