Circuito Rc

Circuito RC

1. OBJETIVOS:

* Estudiar experimentalmente el comportamiento de la corriente en el circuito RC.
* Determinar el tiempo de relax en el proceso de carga y descarga del circuito RC.
* Determinar el valor de una capacitancia desconocida.

2. MATERIALES:

* Resistencia de 20k
* Capacitancia de 3300 Uf
* Amperímetro analógico
* Cronometro
*Fuente de poder(DC)
* Cables de conexión
* Hojas de papel milimetrado
* Hojas de papel semilogaritmico.
CRONOMETRO
CRONOMETRO

Amperímetro digital
Amperímetro digital
* Capacitancia de 3300 Uf

* Capacitancia de 3300 Uf

3. MODELO TEORICO

Un circuito RC es un circuito compuesto de resistores y condensadores alimentados por una fuente eléctrica. Un circuito RC deprimer orden está compuesto de un resistor y un condensador y es la forma más simple de un circuito RC. Los circuitos RC pueden usarse para filtrar una señal, al bloquear ciertas frecuencias y dejar pasar otras. Los filtros RC más comunes son el filtro paso alto, filtro paso bajo, filtro paso banda, y el filtro elimina banda. Entre las características de los circuitos RC está la propiedad de sersistemas lineales e invariantes en el tiempo; reciben el nombre de filtros debido a que son capaces de filtrar señales eléctricas de acuerdo a su frecuencia

Los circuitos RC son circuitos que están compuestos por una resistencia y un condensador.  
Se caracteriza por que la corriente puede variar con el tiempo. Cuando el tiempo es igual a cero, el condensador está descargado, en el momento queempieza a correr el tiempo, el condensador comienza a cargarse ya que hay una corriente en el circuito. Debido al espacio entre las placas del condensador, en el circuito no circula corriente, es por eso que se utiliza una resistencia.

 
 
 
 
 
Cuando el condensador se carga completamente, la corriente en el circuito es igual a cero.
La segunda regla de Kirchhoff dice: V = (IR) – (q/C)Donde q/C es la diferencia de potencial en el condensador.
En un tiempo igual a cero, la corriente será: I = V/R  cuando el condensador no se ha cargado.
Cuando el condensador se ha cargado completamente, la corriente es cero y la carga será igual a: Q = CV
 
CARGA DE UN CONDENSADOR
Ya se conoce que las variables dependiendo del tiempo serán I y q. Y la corriente I se sustituye por dq/dt(variación de la carga dependiendo de la variación del  tiempo):
(dq/dt)R = V – (q/C) 
dq/dt = V/R – (q/(RC))
Esta es una ecuación
Diferencial. Se pueden             dq/dt = (VC – q)/(RC)
Separar variable                      dq/(q – VC) = - dt/(RC)
Al integrar se tiene              ln [ - (q – VC)/VC)] = -t/(RC
Despejando q                  q dt = C V [(1 – e-t/RC )] = q (1- e-t/RC  ) 
 Elvoltaje será                            ) = V      
 

 DESCARGA DE UN CONDENSADOR

q = Q e-t/RC

q = Q e-t/RC

Debido a que la diferencia de potencial en el condensador es IR = q/C, la razón de cambio de carga en el condensador determinará la corriente en el circuito, por lo tanto, la ecuación que resulte de la relación entre el cambio de la cantidad de carga dependiendo del cambio en eltiempo y la corriente en el circuito, estará dada remplazando I = dq/dt en la ecuación de diferencia de potencial en el condensador:

Donde Q es la carga máxima
La corriente en función del tiempo entonces, resultará al derivar esta ecuación respecto al tiempo:
I = Q/(RC) e-t/RC
Se puede concluir entonces, que la corriente y la carga decaen de forma exponencial

4. PARTE EXPERIMENTAL

TIEMPOVS CORRIENTE DE CARGA
* Calibre la fuente de poder para que la fem en sus bordes sea 1.5 v, luego apague la fuente.
* Arme el circuito de la figura 1, verifique que la polaridad de las conexiones sea adecuada.
* Encienda la fuente y simultáneamente active el cronometro , enseguida tome la lectura de la máxima deflexión de la aguja en el amperímetro y del tiempo para este valor de...