Laboratorio fisica
Páginas: 7 (1560 palabras)
Publicado: 16 de noviembre de 2014
CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR
XXXXXXXXXX
Universidad Del Valle Sede Palmira
Ingeniería Industrial
Resumen
Esta práctica consiste en medir la diferencia de potencial sobre el capacitor en función del tiempo durante los procesos de carga y descarga de un capacitor conectado en serie con una resistencia eléctrica y una fuente de alimentación CC, de este modo confrontarlo con la teoríarespectiva. Para dicha medición se conto con un voltímetro y un cronometro digital, con los cuales se obtuvo un tiempo de 960s para cargarse, y 1035s para descargarse a una totalidad del 96.7% con respecto al voltaje suministrado por la fuente, demostrando como crece y decrece el voltaje con respecto al tiempo en las cargas y las descargas respectivamente.
Introducción
Un circuito eléctricoestá compuesto por dos importantes implementos, una fuente de poder (FEM), y elementos que ocupan la energía eléctrica. Para la realización de nuestra práctica utilizamos un capacitor, el cual es un dispositivo que almacena carga eléctrica.
El simple acto de cargar o descargar un capacitor, se puede encontrar una situación en que las corrientes, voltajes y potencias cambian con el tiempo. Lamagnitud que caracteriza a un condensador es su capacidad, cantidad de carga eléctrica que puede almacenar a una diferencia de potencial determinado.
Los condensadores tienen un límite para la carga eléctrica que pueden almacenar, pasado el cual se perforan. Pueden conducir corriente continua durante sólo un instante, aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Estapropiedad los convierte en dispositivos muy útiles cuando debe impedirse que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito eléctrico.
Modelo Teórico
Un capacitor almacena carga eléctrica, Q. La capacitancia C es la razón entre la carga en una de las placas del capacitor y la diferencia de potencial entre sus placas:
Consideremos el circuito de lafigura 1, donde el capacitor se encuentra inicialmente
Descargado. Cuando el interruptor se cierra, hay un flujo de carga positiva desde la fuente por la resistencia hacia la placa superior del condensador, y simultáneamente desde la placa negativa hacia la fuente. Como resultado ambas placas adquieren una carga de la misma magnitud y de signo opuesto (no se olvide que la carga negativa es undefecto de carga positiva). El proceso de carga continúa hasta que la diferencia de potencial en el capacitor sea igual a la fem de la fuente. Para que alcance este valor final se requiere un tiempo más o menos grande, dependiendo de los valores de C y R
Proceso de carga
Cuando se cierra el interruptor, de la figura 1, en t = 0, se establece una corriente I en el sentido de las agujas delreloj. Según la segunda ley de Kirchoff (conservación de la energía):
La carga q y la corriente I en el instante t, contado a partir del momento en que se cierra el interruptor, están dadas por las siguientes expresiones, solución a la ecuación diferencial (2):
El producto RC =C m tiene unidades de tiempo. Se denomina constante de tiempo capacitiva del circuito.Representa el tiempo que el capacitor tarda en alcanzar 1 - e-1 ≅ 0.63 veces su carga máxima q Obsérvese que la naturaleza exponencial de la función q(t) implica, hablando con rigor matemático, que el tiempo requerido para alcanzar el valor final tiende asintóticamente al infinito. c es también el tiempo que tarda la corriente para decrecer hasta 1/e ≅ 0.37 de su valor inicial Im
Proceso dedescarga del capacitor
El capacitor de la figura 2 tiene una carga inicial qm (t < 0). Cerramos el interruptor en el instante t = 0 y el capacitor se descarga a través de la resistencia R. Se establece entonces una corriente en dirección contraria a las agujas del reloj. La 1ª ley de Kirchoff nos permite escribir:
La carga q...
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Universidad Del Valle Sede Palmira
Ingeniería Industrial
Resumen
Esta práctica consiste en medir la diferencia de potencial sobre el capacitor en función del tiempo durante los procesos de carga y descarga de un capacitor conectado en serie con una resistencia eléctrica y una fuente de alimentación CC, de este modo confrontarlo con la teoríarespectiva. Para dicha medición se conto con un voltímetro y un cronometro digital, con los cuales se obtuvo un tiempo de 960s para cargarse, y 1035s para descargarse a una totalidad del 96.7% con respecto al voltaje suministrado por la fuente, demostrando como crece y decrece el voltaje con respecto al tiempo en las cargas y las descargas respectivamente.
Introducción
Un circuito eléctricoestá compuesto por dos importantes implementos, una fuente de poder (FEM), y elementos que ocupan la energía eléctrica. Para la realización de nuestra práctica utilizamos un capacitor, el cual es un dispositivo que almacena carga eléctrica.
El simple acto de cargar o descargar un capacitor, se puede encontrar una situación en que las corrientes, voltajes y potencias cambian con el tiempo. Lamagnitud que caracteriza a un condensador es su capacidad, cantidad de carga eléctrica que puede almacenar a una diferencia de potencial determinado.
Los condensadores tienen un límite para la carga eléctrica que pueden almacenar, pasado el cual se perforan. Pueden conducir corriente continua durante sólo un instante, aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Estapropiedad los convierte en dispositivos muy útiles cuando debe impedirse que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito eléctrico.
Modelo Teórico
Un capacitor almacena carga eléctrica, Q. La capacitancia C es la razón entre la carga en una de las placas del capacitor y la diferencia de potencial entre sus placas:
Consideremos el circuito de lafigura 1, donde el capacitor se encuentra inicialmente
Descargado. Cuando el interruptor se cierra, hay un flujo de carga positiva desde la fuente por la resistencia hacia la placa superior del condensador, y simultáneamente desde la placa negativa hacia la fuente. Como resultado ambas placas adquieren una carga de la misma magnitud y de signo opuesto (no se olvide que la carga negativa es undefecto de carga positiva). El proceso de carga continúa hasta que la diferencia de potencial en el capacitor sea igual a la fem de la fuente. Para que alcance este valor final se requiere un tiempo más o menos grande, dependiendo de los valores de C y R
Proceso de carga
Cuando se cierra el interruptor, de la figura 1, en t = 0, se establece una corriente I en el sentido de las agujas delreloj. Según la segunda ley de Kirchoff (conservación de la energía):
La carga q y la corriente I en el instante t, contado a partir del momento en que se cierra el interruptor, están dadas por las siguientes expresiones, solución a la ecuación diferencial (2):
El producto RC =C m tiene unidades de tiempo. Se denomina constante de tiempo capacitiva del circuito.Representa el tiempo que el capacitor tarda en alcanzar 1 - e-1 ≅ 0.63 veces su carga máxima q Obsérvese que la naturaleza exponencial de la función q(t) implica, hablando con rigor matemático, que el tiempo requerido para alcanzar el valor final tiende asintóticamente al infinito. c es también el tiempo que tarda la corriente para decrecer hasta 1/e ≅ 0.37 de su valor inicial Im
Proceso dedescarga del capacitor
El capacitor de la figura 2 tiene una carga inicial qm (t < 0). Cerramos el interruptor en el instante t = 0 y el capacitor se descarga a través de la resistencia R. Se establece entonces una corriente en dirección contraria a las agujas del reloj. La 1ª ley de Kirchoff nos permite escribir:
La carga q...
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