Informe fisica

“Indefinido”

Diego Valdés 201260590-3 diego.valdes.12@sansano.usm.cl 208-A
José Herrera 201260589-k jose.herrera.12@sansano.usm.cl 208-A


Resultados


En esta cuarta experiencia inicialmente se busca obtener la constante de tiempo característico para el proceso de carga y descarga de un capacitor, el cual se encuentraimplementado en el circuito N°1 (circuito N°1 (a), apéndice 1). Para poder encontrar dicho tiempo se debe utilizar el método de media amplitud, el que consiste en tomar el tiempo en el que el capacitor alcanza la mitad del voltaje entregado por la fuente, ya sea en el proceso de carga o en el de descarga (1,5 Volt).
Para el proceso de carga se obtienen los siguientes datos:
Tiempo medio: 32,18 ± 0,01[s]
Tiempo característico: 46,43 ± 0,0159 [s]
Para el proceso de descarga se obtienen los siguientes datos:
Tiempo medio: 32,08 ± 0,01 [s]
Tiempo característico: 46,28 ± 0,0154 [s]
Luego se procese con la segunda parte de la experiencia que consiste en obtener el voltaje del capacitor del circuito N°1 respecto al tiempo, tanto para el proceso de carga como descarga. Estos datos se obtienenmediante el multímetro GDM-396 (Software de Computador). Tras la obtención de los datos, estos se deben graficar:






Gráfico 1: Muestra la relación del voltaje (V) en un capacitor en función del tiempo (t), para un proceso de carga.
Gráfico 2: Muestra la relación del Ln(3-Vc) en función del tiempo(t), para el proceso de carga. Donde 3 es el voltaje de la fuente y Vc el voltaje delcapacitor.
Gráfico 3: Muestra la relación del voltaje (V) del capacitor en función del tiempo (t), para un proceso de descarga.

Gráfico 4: Muestra la relación del Ln (Vc) en función del tiempo (t), para un proceso de descarga. Donde Vc es el voltaje del capacitor.
Finalmente se busca obtener la resistencia interna del voltímetro, lo cual se realiza mediante el circuito N°1 (Apéndice 1 (b)). Paraobtener la resistencia interna, inicialmente se debe cargar el capacitor y utilizar el método de media amplitud.
Se obtienen los siguientes resultados:
Tiempo medio de descarga: 37,27 ± 0,01 [s].
Tiempo característico: 53,77 ± 0,01 [s].
Respecto a los datos anteriores se calcula la resistencia interna del voltímetro dando esta igual a [Ω].

Análisis y Discusión


Tiempo característico:Como se planteó anteriormente, en un inicio se busca determinar el tiempo que demora el capacitor en llegar al voltaje medio del voltaje total la fuente (Tanto para el proceso de carga y descarga), dicho voltaje total es 3 [V]. Luego de la obtención de los tiempos medios, se procede a calcular el tiempo característico, según la siguiente fórmula:

Ecuación 1: Fórmula teórica del método demedia amplitud, mediante la cual se obtiene el tiempo característico (τ) experimental en función del tiempo medio ( .
Mediante la ecuación N°1 se obtiene los respectivos tiempos característicos experimentales:


Para poder continuar con el análisis es necesario conocer el valor teórico del tiempo característico, el cual es distinto según el circuito que se utilice, lo cual se puede deducir de lafórmula para su cálculo:

Ecuación 2: Fórmula teórica del tiempo característico ) en función de la resistencia (R) y la capacitancia (C).
Según la ecuación N°2 el valor teórico resultante del tiempo característico para el circuito N°1 es igual a 47 [s].
Luego se procede a comparar los valores empíricos con el valor teórico obtenido, dando como resultado un error porcentual igual al 1,24 %(Cálculo en apéndice 2) para el tiempo característico de carga en relación al teórico y un error porcentual igual al 1,55% (Cálculo en apéndice 3) para el tiempo característico de descarga. Los errores obtenidos son menores, no superando el 2%, por lo cual es posible plantear que están dentro de los resultados esperados. Aunque cabe mencionar que dichos errores principalmente se deben a errores...