Circuito Rc

Circuito RC, Respuesta a la frecuencia.
A.M. Velasco (133384) J.P. Soler (133380) O.A. Botina (133268) Departamento de física, facultad de ciencias, Universidad Nacional de Colombia

Resumen.
Se armó un circuito llamado RC, cuyo nombre hace referencia a un circuito compuesto de una resistencia y un condensador, donde un generador de señales suministra un potencial que varía según cierta señalsinusoidal; la cual se puede observar en uno de los canales de un osciloscopio. En un segundo canal del osciloscopio se observa el voltaje en la resistencia; se varía la frecuencia de la señal de entrada y se toma las amplitudes de ambas señales y un tiempo de desfase entre los picos de las ondas mostradas por el osciloscopio. Con estas amplitudes y el valor de la resistencia obtenemos unacaracterística especial de este circuito que se llama Impedancia, luego comprobamos la relación que hay entre ésta y la frecuencia. Con los tiempos tomados, se obtienen los ángulos de desfase y se estudia la relación entre dichos ángulos y la frecuencia.

Introducción.
Un circuito RC, es llamado de esta forma al estar compuesto por una resistencia y un condensador, en este caso conectados en serie, aun generador de señales1. En un circuito RC como el descrito anteriormente, la corriente alterna que pasa por la resistencia y por el condensador es la misma. Esto significa que cuando la corriente está en su punto más alto (corriente de pico), estará así tanto en la resistencia como en el condensador. Sin embargo, en la resistencia, el voltaje y la corriente están en fase (sus valores máximoscoinciden en el tiempo) mientras que el voltaje en el condensador está retrasado con respecto a la corriente que pasa por él. (El valor máximo de voltaje sucede después del valor máximo de corriente en 90º) Estos 90º equivalen a ¼ de la longitud de onda dada por la frecuencia de la corriente que está pasando por el circuito2. El voltaje total ������ que alimenta el circuito RC en serie, es por tantoigual a la suma del voltaje en la ������ resistencia ������������ y el voltaje en el condensador ������������ . ������0 = ������������ + ������������ (1)3

Sin embargo, el voltaje tendrá un ángulo de desfase causado por el condensador, el cual se obtiene partiendo de la siguiente ecuación: ������ = 2������������������ (2)

Donde ������ es la frecuencia de oscilación de la onda sinusoidal dela corriente alterna generada, y ������ es un corrimiento encontrado entre los picos de las ondas del voltaje ������ y ������������ cuyas graficas son ������ sobrepuestas en el osciloscopio. Como se ha dicho con anterioridad, la corriente que circula por la resistencia es la misma que circula a través del condensador, partiendo de este hecho y haciendo uso de la ley de Ohm se tiene que: ������0 =������������������ (3)

Donde ������������ es la corriente que circula por el circuito y ������ es la resistencia. Además, se tiene la siguiente expresión (4) que relaciona la corriente ������������ con el voltaje suministrado por el generador de señales. ������������ =
������0 ������

(4)

Donde ������ es la impedancia del circuito, definida como: ������ 2 = ������ 2 +
2 12������������������

(5)

Aquí, la expresión 2������������ es la frecuencia angular de oscilación de la corriente alterna generada (������) y ������ es la capacitancia del condensador.

Descripción del Montaje Experimental.
El equipo experimental usado en la presente practica experimental, consta de una resistencia variable, un condensador cuya capacitancia es también variable, un generador de señales analógico y un osciloscopio. El esquemadel montaje realizado para la práctica es el mostrado en la Figura 1.

Figura 1, muestra el montaje utilizado en la práctica experimental.

Los voltajes, ������0 y ������������ son medidos con el osciloscopio y se sobreponen las ondas en él mostradas con el fin de facilitar la comparación y la obtención del desfase por medio de la medición del parámetro...