Circuito Rc

Objetivo: Los objetivos de esta práctica son: 1) Analizar como se comporta el frecuencia un circuito RC serie y utilizarlo para determinar la capacidad del condensador. 2) Analizar cualitativamente el comportamiento del mismo circuito al alimentarlo con una onda cuadrada. Fundamento: Circuito RC: es aquel que está compuesto por una resistencia R que cumple con la ley de Ohm (Esto es:Vr(t)=R*i(t), siendo Vr(t) la caída de potencial entre sus bornes e i(t) la corriente que circula por R), una fuente de voltaje y un capacitor C que cumple que la caída de potencial (Vc(t)) entre sus bornes es proporcional a la carga eléctrica q (t ) V C (t ) = C ). total (q(t)) almacenada en una de sus placas (

Corriente eléctrica: Es la cantidad de carga que circula por un conductor por unidad detiempo. Como hay un condensador en el circuito la carga se acumula en las placas de este, entonces, la ley de conservación de cargas aplicada a una de sus placas se expresa dq (t ) i (t ) = dt como: V (t ) = Ri (t ) + q (t ) C siendo V(t) la diferencia de

Aplicando la ley de Kirchhoff se tiene: potencial entre los bornes de la fuente de voltaje.

Régimen sinusoidal: Se dice que un circuito esta enrégimen sinusoidal cuando: El circuito esta alimentado por una fuente sinusoidal de frecuencia f, según la cual todas las señales de corriente, carga y tensión variaran sinusoidalmente. ii) ii) Los transitorios originados por el “encendido” de la fuente no afectan el comportamiento del circuito. 1 f 3 dB = 2πRC se verifica que: Cuando la frecuencia de la fuente toma el valor V VR = VC = 0 2 i) i)Siendo V0 la amplitud de oscilación del voltaje de la fuente. A este valor se le llama f3dB ya que es la frecuencia en que el voltaje en el capacitor vale 3dB (decibelios, unidad logarítmica para razones entre voltajes u otras cantidades VC   VC     = 20 * log  V  V0  dB  0  ) menos que la fuente. físicas, que en este caso se define como: 

Régimen transitorio: El circuito RCse encuentra en régimen transitorio cuando, la fuente V(t) es constante (V(t)=E) y esta se conecta en algún instante de tiempo t=0, lo cual se modela como una llave la que cambia de posición en un instante de tiempo, como se muestra en la siguiente figura.

Osciloscopio: Este instrumento permite observar la variación de voltaje en el tiempo. Dicho instrumento esta constituido básicamente por untubo de rayos catódicos que proyecta un punto sobre la pantalla y un sistema de deflexión (uno vertical y otro horizontal). Estos sistemas lo que hacen es desviar el rayo para que en la pantalla se pueda ver el recorrido del punto, ya que como este se mueve a altas velocidades es imposible verlo.

Procedimiento: Primera parte, onda sinusoidal: Primeramente se determinó el valor de la resistenciapor medio de su código de barras. Seguidamente se alimento el circuito RC serie por medio de una onda sinusoidal. Luego se conectaron las puntas del osciloscopio de manera tal que se obtenga el voltaje de la fuente en el canal 1 y la diferencia de potencial en la placas del condensador en el canal 2, teniendo cuidado de conectar juntas las puntas de tierra del generador y de ambos canales delosciloscopio. Para las mediciones de ajustaron los canales del osciloscopio a 2V/div, teniendo la precaución que las perillas de ajuste variable de las escalas verticales estén en la posición de calibración. Tras haber realizado lo anterior se procedió a variar la amplitud de la fuente, de manera de tener una sinusoide que abarcara toda la escala del osciloscopio. Luego se varió la frecuencia de lafuente, dejando la amplitud de esta constante, observando como varia las amplitudes de voltaje en el condensador y en la resistencia. Acto seguido se ajusto la frecuencia de modo que VC = V0 / 2 . Donde VC es la amplitud del voltaje del condensador y V0 es el voltaje de la fuente.

Para esta frecuencia se midieron la amplitud del voltaje sobre la resistencia( V R ), el período de la señal(T),...