Carga y descarga delcapacito

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
INFORME DE FISICA II

Nombre: Miguel Gutiérrez Especialidad: Diseño Industrial
Curso: Segundo-Tercero Numero de grupo: 8
Fecha: 2010-05-06 N0 de práctica: 6

Tema: Carga y descarga del capacitor

Marco Teórico
La propiedad paraalmacenar energía eléctrica es una característica importante del dispositivo eléctrico llamado Capacitor. Se dice que un capacitor está cargado, o sea cuando el capacitor almacena energía, cuando existe carga eléctrica en sus placas o cuando existe una diferencia de potencial entre ellas. La forma más común para almacenar energía en un capacitor es cargar uno mediante una fuente de fuerzaelectromotriz fem; de ésta forma y después de un tiempo relativamente corto, el capacitor adquiere una carga eléctrica Qo y por lo mismo tendrá una diferencia de potencial Vo entre sus placas.

y que

............................(1)
De lo anterior se tiene;

Integrando ambos lados de la ecuación:

utilizando la operación inversa al logaritmo,

Cuando el capacitor se carga completamente, se tienede la ec.(1) dq/dt =0 entonces Qo la carga total adquirida está dada por Qo= CE.
Por lo tanto la ecuación anterior resulta como:

La ecuación anterior expresa la carga eléctrica q que adquiere el capacitor al transcurrir el tiempo t, iniciando sin carga eléctrica (t = 0 ) y terminando con una carga Qo, ademas se tiene:

pero
, entonces se tiene:

Donde
es el voltaje en las terminalesdel capacitor cuando adquiere su carga total .
Pero se sabe que
, entonces derivando ec. (2):

Pero al inicio
, la corriente en circuito es;

, finalmente se tiene
La cual expresa la disminución de la corriente eléctrica en el circuito al transcurrir el tiempo.
Al estar el capacitor C cargado, éste tiene una carga total y una diferencia de potencial en estas condiciones, al cambiar elinterruptor S se observa inmediatamente una disminución en la diferencia de potencial entre las terminales del capacitor, entonces se dice que el capacitor se está descargando. Este efecto de descarga es provocado por la existencia de la resistencia R que cierra el circuito.
La disminución del voltaje en el capacitor C se puede analizar utilizando las leyes de Kirchoff en la rama derecha delcircuito, de tal forma que se puede establecer la ecuación siguiente:

Se debe considerar que debido a que la corriente se genera al disminuir la carga eléctrica en el capacitor, de tal forma que la ecuación que representa la descarga del capacitor está dada por:

Con un procedimiento análogo al efectuando en la ec. (1), reacomodando términos e integrando ambos lados de la ecuación, es posibleexpresar la carga eléctrica del capacitor en función del tiempo, considerando que el capacitor tiene inicialmente una carga se tiene:

La ecuación anterior expresa que el capacitor inicia con una carga y termina su carga eléctrica, después de un tiempo relativamente grande (depende de R). Si se considera que

entonces se obtiene:

y como
, entonces:

Objetivo
* Analizar cuál esel comportamiento de carga y descarga del capacitor.
* Analizar las características del circuito con las resistencias conectadas en serie.
* Analizar las características del circuito con las resistencias conectadas en paralelo.

Experimento 1: Carga del capacitor
Materiales
1. Fuente de voltaje
2. Capacitor electrolítico de 100 uF- 15 v
3. Voltímetro A 0,1 v
4.Cables
5. Pinzas cocodrilo
6. Escala de 10 v
7. Cronometro A 0,01 s
8. Resistencia variable

Procedimiento:
1. Armar el equipo experimental, colocando el voltímetro en paralelo con el capacitor.
2. Ya realizada el paso anterior verificar si las conexiones son correctas, si lo están conectar la fuente de voltaje al circuito.
3. Al conectar al voltímetro en...