Fisica

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Grupo 7Fecha realización: De 13:00 a 15:00 el 08 de Marzo de 2012 |
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Grado en Ingeniería Industrial en Mecánica |
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CARGA Y
DESCARGA DE
UN CONDENSADOR ELÉCTRICO

FRANCISCO JESÚS RODRÍGUEZ TORRES



INDICE:

1. RESUMEN pag 3.

2. OBJETIVOS pag 3.

3. METODOLOGÍA pag 3-4

4. INSTRUMENTACIÓN pag 4.5. DATOS Y RESULTADOS pag 5-12

6. DISCUSIÓN pag 12, 13

7. CONCLUSIONES pag 13

8. CUESTIONES pag 13

9. BIBLIOGRAFÍA pag 14

10. ANEJOS pag 14, 15

1. RESUMEN.

En estapráctica vamos a estudiar el proceso de carga y descarga de un condensador.
Para ello vamos a montar el circuito representado en la Figura 20-1, en el que se tiene un condensador, de capacidad C, que puede cargarse y descargarse a través de una resistencia R, tomando medidas de tensión e intensidad en el condensador con un polímetro.

Inicialmente el condensador está descargado, cuando sepasa el conmutador a la posición "inferior", el condensador se va cargando hasta que la diferencia de potencial entre sus extremos se iguala al potencial de la fuente. Si, una vez que el condensador ha adquirido carga, se pasa el conmutador a la posición "superior”.
Tanto en el proceso de carga como en el de descarga se van tomando datos cada 15 segundos de la intensidad y la tensión que hay enel condensador.

En un segundo apartado sustituiremos el condensador por otro de capacidad desconocida cargándolo al máximo y des pues medir el tiempo que tarda en reducir la tensión entre sus armaduras a la mitad y repitiendo el proceso en dos veces más.

2. OBJETIVOS.

* Estudiar los procesos de carga y de descarga de un condensador.
* Medición de capacidades por el método de laconstante de tiempo.
* Aprender a calcular la carga y descarga de forma teórica.

3. METODOLOGÍA.

En primer lugar montamos el circuito de la figura, colocando el conmutador en la posición "inferior" antes desconectar la alimentación de potencia. Póngase atención a polaridades de los distintos elementos.
Comprobamos, por la lectura del voltímetro, que el condensador estácompletamente descargado, si no fuera así, descargarlo pulsando el pulsador P.
En el mismo instante (instante t = 0) en que se pase el conmutador a la posición "superior", leer simultáneamente las indicaciones del galvanómetro y del voltímetro. Anotar los resultados en las columnas marcadas i y Vcb, respectivamente, de la tabla correspondiente.
Repetir las lecturas simultáneas de los instrumentos demedida a intervalos regulares de tiempo (de 15 segundos). Se dará por finalizado el proceso de carga del condensador cuando las lecturas de los instrumentos de medida permanezcan invariables en 2 o 3 observaciones seguidas.
Después realizaremos el proceso contrario con la misma metodología.
En la segunda parte de la práctica cogemos un condensador de capacidad desconocida, cargándolo hasta que seiguale la tensión a la de la fuente y después, procedemos a la descarga del mismo midiendo lo que tarda en reducir su tensión a la mitad.

4. INSTRUMENTACIÓN.

* Generador de tensión (10v).
* Amperímetro y Voltímetro (dos polímetros).
* Cronómetro.
* Resistores y condensadores: R = 470 KΩ, grupo de 5 condensadores en serie con una capacidad de C = 100 μF) y una resistenciade carga y descarga rápida apropiada r = 100 Ω .
* Un pulsador y un conmutador bipolar de doble conexión.

5. DATOS Y RESULTADOS.

Tomando carga:

Minutos | Segundos | Vcb | i (uA) | Vab | q (uC) | V |
1 | 15 | 1,00 ± 0,01 | 25 ± 1 | 9 | 1,1·10-3 | 10 |
  | 30 | 1,30 ± 0,01 | 23 ± 1 | 8,7 | 1,43·10-3 | 10 |
  | 45 | 1,62 ± 0,01 | 21 ± 1 | 8,38 | 1,78·10-3 | 10 |
  | 60 |...