Carga Y Descarga En Un Circuito Rc

CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR
EN UN CIRCUITO RC

OBJETIVOS

* Determinar experimentalmente la constante de tiempo = RC, para un circuito RC.
* Estudiar como varia el voltaje y la corriente en un circuito RC.

FUNDAMENTO TEORICO

En los circuitos RC (resistor R, condensador C) .Tanto la corriente como la carga en el circuito son funciones del tiempo. Como se observa en lafigura: En el circuito cuando el interruptor está en la posición 1. La diferencia de potencial establecida por la fuente, produce el desplazamiento de cargas en el circuito, aunque en verdad el circuito no está cerrado (entre las placas del condensador). Este flujo de cargas se establece hasta que la diferencia de potencial entre las placas del condensador es V, la misma que hay entre los bornes dela fuente. Luego de esto la corriente desaparece. Es decir hasta que el condensador llega al estado estacionario.

El Dispositivo para la medición de tiempos en los condensadores, es una idea que surgió como fruto de la práctica académica, en la cual se evidencia un vacío entre la teoría y la práctica del tema sobre condensadores, ya que muchos de los conceptos teóricos vistos poseen ungrado de abstracción bastante alto, y sólo se puede lograr una apropiación a conciencia de ellos cuando se les observa de manera experimental, cuando se corrobora que las fórmulas planteadas tienen un sustento más que matemático, y cuando se observan resultados reales, tangibles, y medibles. Por ser el capacitor un componente capaz de almacenar carga eléctrica la cual depende exclusivamente de sucapacidad C y de la fem, además este proceso tiene un tiempo de duración dado por los elementos del circuito como son la resistencia y el capacitor. La ecuación para las caídas de los circuitos esta dado por:

Luego de algunos tratos matematicos esta relación queda de la siguiente manera:

En donde VC representa la carga final cuando . Y alderivar respecto del tiempo se obtiene la corriente en el circuito:


Aquí representa la corriente inicial en el circuito.
Las distintas relaciones presentaran distintos tipos de gráficos por lo tanto es necesario saber reconocerlos para un buenavance en la parte experimental:




En este laboratorio se estudiara el proceso de carga y descarga de un condensador en un circuito RC . Para lo cual usaremos un generador de onda cuadrada, el cual hará las veces de un interruptor que se enciende y seapaga solo, como en la figura 4:



FIGURA 4
Para lo cual el periodo de la onda debe ser T debe ser mucho mayor que la constante para el circuito estudiado y se obtendrán en el monitor del osciloscopio graficas de la forma

FIGURA 5


EQUIPO EXPERIMENTAL

1.- Un osciloscopio
2.- Ungenerador de función.3.- Una caja con condensadores y resistencias.
4.- Un multimetro digital.
5.- Cables de conexión.





PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Encendimos el osciloscopio y se conecto con un cable coaxial al generador de función, colocando el selector del generador en salida de onda cuadrada.

Se ajusto la frecuencia de la onda, a 250 Hz aproximadamente ,también se ajusto el tiempo del osciloscopio a 0.5 ms/división , además se adecuo el tamaño de la onda para que ocupara 8 cuadritos en la posición horizontal .

Se monto el circuito de la figura para el condensador C1 y la resistencia R1 de la caja:

C


R
FIGURA 6

Cambiando el selector de canal en el osciloscopio,...