Carga_y_descarga_de_un_condensador_infor

CARGA Y DESCARGA DE CONDENSADORES

DANIEL JAIR CABALLERO CAMACHO
DIANA VILLAMIZAR FUENTES
LIZETH COLMENARES MORA

OSCAR SUÁREZ SIERRA
INGENIERO

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO GRUPO D
PAMPLONA
2015

OBJETIVOS

 Aprender la función de condensadores o capacitores.
 Hallar la constante de tiempo del circuito eléctrico.
 Determinar la cantidad de voltaje que pasa por uncondensador de acuerdo a la
carta universal de tiempo.

INTRODUCCIÓN
En esta práctica hablaremos sobre los procesos de carga y descarga de
condensadores, veremos cómo se determina la constante de tiempo RC, y cómo se
utiliza la carta universal para carga y descarga de un condensador.
Normalmente en un circuito, los condensadores se cargan y se descargan a través
de resistencias. El proceso decarga es similar al de descarga, durante la carga del
condensador tanto la diferencia potencial entre placas del condensador, VC, como
la carga q, aumentan con el tiempo, mientras que la intensidad de la corriente
disminuye. Cuando los terminales de un condensador cargado se unen entre si, el
condensador se descarga circulando una corriente que disminuye
exponencialmente con el tiempo hastadesaparecer como ocurre durante la carga.
A continuación veremos la carta universal de tiempo de carga y descarga de un
condensador.

PREGUNTAS DE CONTROL
1) Al graficar “c” contra “d” ¿Qué puede concluir de la variación de la capacitancia con
la geometría?
Rta: Se concluye que la capacitancia depende de la geometría del capacitor, es
decir la capacitancia es directamente proporcional al área einversamente
proporcional a la distancia.
2) Concepto de condensador o capacitor.
Rta: Se denomina condensador al dispositivo formado por dos placas conductoras
cuyas cargas son iguales pero de signo opuesto. Básicamente es un dispositivo que
almacena energía en forma de campo eléctrico. Al conectar las placas a una batería,
estas se cargan y esta carga es proporcional a la diferencia de potencialaplicada,
siendo la constante de proporcionalidad la capacitancia: el condensador.
3) Concepto de dieléctrico
Rta: Son materiales, generalmente no metálicos, con una alta resistividad, por lo
que la circulación de corriente a través de ellos es muy débil, se emplean como
aislantes para detener los electrones o para delimitar el camino que deben tomar.
4) ¿En qué consiste el formalismo matemático paraexpresar la carga y descarga de
capacitores?
Rta:
a) Para carga.
Si en un instante t=0 se pasa el conmutador S a la posición 1, es decir, se aplica al
circuito R-C un escalón de tensión de amplitud V, reemplazando V por A y x(t) por
v(t)], aplicando la Ley de Kirchhoff de los voltajes en las mallas se puede obtener la
siguiente ecuación de malla:

Pero como la corriente i(t) por la resistencia es lamisma que circula por el
condensador, en donde i(t) = dq(t)/dt = d[C·vC (t)]/dt = C·dvC(t)/dt, la cual, sustituida
en la ecuación anterior da como resultado:

Donde A y B son constantes que se deducen a partir de condiciones de contorno
(valores iniciales del circuito cuando t=0, y valores finales del circuito cuando t)
y =RC, que se conoce como constante de tiempo del circuito. Veamos cómoobtener, por tanto, esas constantes A y B a partir de las condiciones iniciales y
finales. Inicialmente, el condensador puede hallarse cargado; en ese caso, habrá
una tensión en sus terminales a la que llamaremos vCI, es decir:

Que representa la forma genérica de la solución de la ecuación diferencial
planteada. Supongamos ahora que en t=0 el condensador se encuentra
totalmente descargado. Entoncestendremos vC(t=0) = vCI = 0. Recordemos que
el valor que alcanza la tensión en el condensador vC cuando t, que se
denomina valor de régimen permanente (valor que se alcanza cuando ha
transcurrido un lapso de tiempo muy grande), es vC(t=) = vCF . Cuando el
condensador llega a esta situación, es decir, cuando alcanza su carga final, la
corriente del circuito cesará, puesto que C no puede...