Circuitos

PRACTICA N° 4
Circuitos RC
I°OBJETIVOS:
• comprobar experimentalmente las ecuaciones que caracterizan el proceso de cargado y descarga de un circuito.
• Obtener graficas del proceso de cargado y descarga de una circuito RC.

II° FUNDAMENTO TEORICO:
Capacitor.
Un capacitor ó condensador es un dispositivo formado por dos conductores ó armaduras,generalmente en forma de placas o láminas,separados por un material dieléctrico, quesometidos a una diferencia de potencial adquieren una determinada carga eléctrica. A estapropiedad de almacenamiento de carga se le denomina capacidad, y en el Sistemainternacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo un faradio la capacidad de uncondensador en el que, sometidas sus armaduras a una diferencia de potencial de 1 voltio,estas adquierenuna carga eléctrica de 1 culombio y está dada por Q=C/V.

Constante de tiempo.
La constante de tiempo es el tiempo necesario para que un capacitor se cargue a un 63.2 %de la carga total (máximo voltaje). Después de que una fuente de corriente directa se hayaconectado a un circuito RC Como se ve, el condensador no alcanza su máxima carga (yvoltaje), en una constante de tiempo.
Cuando la fuentede voltaje en CD se retira de un circuito RC y ha transcurrido unaconstante de tiempo el voltaje en el capacitor ha pasado de un 100% hasta un 36.8 % (seha perdido un 63.2% de su valor original). Igual sucede con el inductor y la corriente quepasa por él.




La corriente se debe al flujo de carga que va desde la placa positiva a la negativa pasando por la resistencia, disminuyendo la cargaen el condensador. Si Q es la carga sobre el condensador en un instante cualquiera, la corriente en el circuito en ese momento es


Nótese que tanto la intensidad de corriente como la carga son función del tiempo.
Al recorrer el circuito en el sentido de la corriente, tendremos una caída de potencial entre los extremos de la resistencia y un aumento de potencial Q/C entre las placas delcondensador, la regla de mallas de Kirchhoff nos da.


al combinar la ecuación 2 con la 3, y después de un poco de álgebra se obtiene


Integrando en ambos miembros resulta


En donde A es una constante arbitraria de integración, que se calcula con las condiciones iniciales, esto es, para un tiempo inicial cero ( t=0) la carga inicial es cero Q = Qo. Con un poco de álgebra y considerando quese puede escribir como , se obtiene para la carga la ecuación


La cantidad τ = RC y se conoce como la constante de tiempo y sus unidades son segundos. La cantidad Qo es la carga inicial. La intensidad de corriente se obtiene derivando respecto al tiempo la ecuación (6)





III° INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LABORATORIO:
 Interface scienceworkshop.
 Sensor de voltaje.
 Uncondensador.
 Resistencias.
 Amplificador de potencia.
 Cables de conexión.
 Un interruptor de doble cambio.
 Multímetro digital.
 Cables de conexión.




IV° PROCEDIMIENTO:
Parte 1. Configuración de la interfaz y el sensor.
1. Conecte la interfaz scienceworkshop al computador enciéndela.
2. Conecte el sensor de voltaje, el sensor de corriente y el amplificador de potencia a los cablesanalógicos de la interfaz.
3. Ejecute el programa datastudio e instale virtualmente los sensores y el amplificador de potencia en los mismos canales donde fueron conectados físicamente. Desactívela medición de corriente de este ultimo.
4. Con el amplificador de potencia apareceré también la ventana del generador de señal. Desde ella se controlara el voltaje de alimentación de los circuitos que serealizaran en esta práctica, por lo que no debe cerrar esta venta puede minimizarse).
Configure el generador para que produzca voltaje de corriente continua. Ponga en cero el valor inicial de voltaje. Deje habilitada la opción auto, de manera que el generador solo funcione mientras se están tomando las medidas. Desactive las opciones de medición de voltaje y corriente de salida.
5. Cada dato...