Carga Y Descarga De Un Condensador

CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR
Contreras Juan David (0925325), Tabarquino Nicolas (0933194)
Departamento de Fisica, Universidad del Valle, Melendez, A.A 25360 Cali, Colombia
(1 de Noviembre de 2012)

En esta práctica se estudió el comportamiento del voltaje frente al tiempo en un circuito RC, apreciando el voltaje (V) en el proceso de carga y descarga. Con los datos obtenidosexperimentalmente calculamos el valor de , que es la constante de tiempo capacitiva, y se calcularon los tiempos de carga y descargar del condensador. Se realizaron las graficas de los procesos de carga y descarga y finalmente se realizó una comparación de los datos teóricos con los obtenidos en el laboratorio.


INTRODUCCION
Un condensador es un dispositivo pasivo utilizado en electricidad yelectrónica capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia de campo total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacio. Las placas, sometidas a una diferencia de potencialadquieren una determinada carga eléctrica positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total. Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica sino simplemente energía mecánica latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacena energía eléctrica que recibe durante elperiodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga. Se ha demostrado experimentalmente
que la carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial entre las placas (Q ∝ ∆V) siendo la constante de proporcionalidad la capacitancia.
Q= C∆V
C= Q∆V (1)
Por convenio se suele utilizar la cagar de placacomo positiva.

En los circuitos RC (Resistor R, Condensador C) tanto la corriente como la carga son funciones del tiempo. El capacitor se carga con una batería a través de un resistor de resistencia R. Cuando el capacitor se descarga a través de un resistor de resistencia R la carga disminuye exponencialmente con el tiempo.

MARCO TEORICO
Para analizar cuantitativamente el proceso de carga ydescargar de un condensador tenemos las siguientes ecuaciones:
Para el proceso de carga de un condensador tenemos que:
V – Ri - qc=0 (2)
Reacomodando esta ecuación tenemos que:

V(t)=V0(1- e-tRC ) (2.1)

I(t)=V0Re-tRC (2.2)

Para el proceso de descarga de un condensador tenemos que:

Ri - qc = o (3)Reacomondando esta ecuación tenemos que:

V(t)=V0 e-tRC

I(t)=-V0Re-tRC

Como podemos observar cuantivativamente tanto el voltaje como la corriente son funciones del tiempo.

Al observar las dimensiones de RC

(R)(C) = VAqV=s

Entonces se define la contaste de tiempo o de tiempo de relajación como:

τ= RC

Hay otra cantidad relacionada en este procesomucho mas fácil de medir experimentalmente; es el intervalo requerido para que q(t) caiga a la mitad de su valor original y se define como:

t1/2 = RCln2

METODO EXPERIMENTAL

En laboratorio se mido el tiempo de carga y descarga del capacitor con respecto al voltaje V. Para le proceso de carga se trabajo con un voltimetro y una resistencia conectado en serie tomando mediciones del voltaje cada 2segundos utilizando un cronometro, comensando con un voltaje inicial de V0=0.7V registrando un total de 66 mediciones hasta que se llegue a un voltaje máximo constante que fue de V= 11V. Para el proceso de descargar se desconeto el borne positivo y negativo que fueron conectados a la fuente en el proceso de carga se desconectaron y fueron conectados en el capacitor disipando el voltaje, se...