Ciruitos Rc 100

Determinación de las capacitancias de los condensadores y la constante de tiempo, en su configuración individual, en serie y paralelo a partir del proceso de carga y descarga.

J.A. Enriquez1, J. C. Mosquera Gomez2, S. L. Rodríguez Rodriguez2
1 Mecatronica, Facultad de Ingeniería Universidad Autónoma de Occidente, dirección de la facultad, Cali Colombia
2 Ambiental, Facultad de Ingeniería,Universidad Autónoma de Occidente, dirección de la facultad, Cali Colombia
Recibido: 16/10/2014.

Resumen
Se analizó el proceso de carga y descarga para un capacitor, teniendo en cuenta, si el capacitor se encuentra de forma individual, en serie o en paralelo. Mediante el programa CAPSTONE, se obtuvieron, graficas de voltaje en función del tiempo, donde se reportaron los procesos de carga,descarga y el cambio de voltaje para cada uno de los ensayos realizados. Aplicando la herramienta de mostrar coordenadas, el ajuste exponencial inversa o el ajuste exponencial natural, se pudo determinar el valor de la constante de tiempo, su voltaje, carga, energía y capacitancia en cada proceso, con el propósito de comparar estos valores entre si y a su vez con los valores reales. Se obtuvo que loscondensadores conectados en paralelo (96,0699 con un error de 3,011 ) requieren de mayor constante de tiempo (4,400 s) y mayor periodo para cargarse completamente y descargarse, en cambio sí se encuentra en serie su capacitancia es mucho menor (24,01747 con un error de 3,111) al igual que su tiempo para cargarse y descargarse (1,10 s), incluso que si se encuentra individual (48,0349 con unerror de 7,34, donde requiere una constante de (2,200s).

Con el desarrollo de esta práctica, se logró comprender el proceso para que un condensador se cargue y se descargue, teniendo en cuenta la forma en como esta conecta, y como afecta el tiempo en el proceso de carga y descarga.


Palabras claves: Capacitancia, Constante de tiempo, circuito R-C.


Introducción
Un circuito RC es un circuitocompuesto de resistencias y condensadores alimentados por una fuente eléctrica. El presente informe tiene como objetivo mostrar los resultados obtenidos mediante la práctica de carga y descarga de un condensador, además del procedimiento seguido para llevarla a cabo y su correspondiente documentación demostrando que la corriente, el voltaje y la potencia cambian con el tiempo; gracias a sucapacidad para almacenar carga y energía los capacitores tienen una variedad de aplicaciones entre las cuales se encuentran las fuentes de alimentación, arranque de motores, marcapasos cardiacos, los semáforos intermitentes y el flash de la cámara, entre otros, motivo por el cual es de gran importancia practica entender este fenómeno.
Modelo Teórico
Es importante destacar que la frecuencia depende dela constante de tiempo, con la cual se puede afirmar que cuando “el tiempo es igual a RC, la corriente en el circuito R-C ha disminuido a (alrededor de 0,368) de su valor inicial. En ese momento la carga del capacitor ha alcanzado el ( de su valor final” (Ver anexo1), es decir, que el producto entre la resistencia y el capacitor es una medida de rapidez con la cual el capacitor se carga y sedescarga. Ecuación 1: Cuando la constante de tiempo es pequeña el capacitor se carga rápido y cuando es grande le toma más tiempo en cargarse. Es más fácil de que fluya corriente y se cargue más rápido el capacitor si la frecuencia es pequeña cuyas unidades son en segundos.
Con la ecuación 1, se debe calcular la constante de tiempo para cada montaje y de igual manera su frecuencia como, ecuación2, la cual indica la frecuencia que requiere el capacitor para cargarse en un periodo de y descargarse en el doble de este periodo. En esta práctica se realizaron tres ensayos, el primero es de condensadores indivisibles, el cual consiste en un capacitor y una resistencia, el segundo es el condensador en serie, se encuentran dos condensadores en serie y una resistencia, y el tercero es de...