calificado carga y descarga de un condensador


DESCARGA DE UN CONDENSADOR

Yeison Fabián Santos, Juan Felipe Zárate, Carlos Barrera Mendoza.
Grupo 3.

Recibido: 17 de agosto del 2012.

Resumen
En esta experiencia se verá el análisis correspondiente a la carga y descarga de una capacitancia, observando su comportamiento cuando se le hace pasar una corriente a través de un circuito sencillo que lo incluya. Con la ayuda de gráficasdeterminaremos los puntos de carga y descarga, además de comparar las capacitancias teóricas y prácticas, con las que se establecerá un porcentaje de error se analizará éste mismo.

Introducción:
La experiencia de carga y descarga nos servirá para aclarar y desarrollar los conceptos aprendidos en la teoría, y entender y comprender la influencia de los capacitores en el circuito.
En esta experienciase pretende analizar experimentalmente un circuito RC sometido a un voltaje constante y determinar parámetros propios de este circuito. Observar los procesos de carga y descarga de un condensador a través de una resistencia.
Montaje experimental:
Determinación del tiempo de vida media de un circuito RC

Arme el circuito de la figura 1. Establezca en la fuente una diferencia de potencial(Considere dos valores diferentes). Coloque el interruptor en la posición 1. Simultáneamente active el cronómetro y desplace el interruptor a la posición 2. Para los dos valores de diligencie sendas tablas como la mostrada a continuación:

Figura 1: ilustración de la práctica.

Marco teórico:
Capacidad eléctrica: Es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. Lacapacitancia también es una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para un potencial eléctrico dado. El dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el condensador. La relación entre la diferencia de potencial (o tensión) existente entre las placas del condensador y la carga eléctrica almacenada en éste, se describe mediante la siguiente expresión matemática:(1)
Un circuito RC: es un circuito compuesto de resistores y condensadores  alimentados por una fuente eléctrica. Un circuito RC de primer orden está compuesto de un resistor y un condensador y es la forma más simple de un circuito RC. Los circuitos RC pueden usarse para filtrar una señal, al bloquear ciertas frecuencias y dejar pasar otras. 


Carga y descarga
Al conectar uncondensador en un circuito, la corriente empieza a circular por el mismo. A la vez, el condensador va acumulando carga entre sus placas. Cuando el condensador se encuentra totalmente cargado, deja de circular corriente por el circuito. Si se quita la fuente y se coloca el condensador y la resistencia en paralelo, la carga empieza a fluir de una de las placas del condensador a la otra a través de laresistencia, hasta que la carga es nula en las dos placas. En este caso, la corriente circulará en sentido contrario al que circulaba mientras el condensador se estaba cargando.


Carga:
(2)
(3)

Descarga:
(4)
(5)
Siendo una función lineal donde
(6)
(7)

En donde:
V (t) es la tensión en el condensador.
V0 es la tensión dela fuente.
I(t) la intensidad de corriente que circula por el circuito.
RC es la capacitancia del condensador en faradios multiplicada por la resistencia del circuito en Ohmios.
Durante la descarga es posible establecer algunos parámetros del circuito:
El tiempo de vida media y la constante de tiempo. En el proceso de descarga del condensador las reglas de Kirchhoff permiten escribir:
(*)Donde v, es la caída de potencial, en un instante, en el condensador. La ecuación (*) es una ecuación diferencial cuya solución se obtiene mediante el método de separación de variables.
Al resolver la ecuación (1*) con las condiciones iniciales: para el tiempo s], la diferencia de potencial en el condensador, el cual se encuentra en paralelo con la resistencia, es V, se tiene la siguiente...