Carga y descarga de un capacitor

Física 2-Químicos

2do cuatrimestre 2007

Práctica #6 Transitorios- Carga y descarga de un capacitor Circuito RC
Objetivo

Estudio de transitorios. Carga y descarga de un capacitor. Mediciónde la resistencia interna de un voltímetro.
Circuito RC

Dado el siguiente circuito con el capacitor inicialmente descargado, cuando se cierra el interruptor S comienza a circular corriente por elmismo hasta cargar el capacitor. Veamos como es i(t) y q(t)

Para un capacitor: Para el circuito:

q = C .V V = V R + VC V = R.I +

(1) (2)

q dq q =R + C dt C

(3)

Cuya solución es: t q(t ) = A. exp( − ) + V .C (4) τ donde τ = R.C y A se determina de acuerdo a la condición de contorno del problema particular. Por ejemplo si el condensador se encuentra descargado (q(t=0) = 0) resultaque A= - V.C por lo que: t q( t ) = V . C ( 1 − exp( − ) (5) τ por lo que la corriente en función del tiempo es: V t i( t ) = ( ) exp( − ) (6) R τ Plantee como serían las ecuaciones para la descargadel condensador reemplazando la fuente por un cortocircuito.

1

Carga y descarga de un capacitor

Usando el circuito descripto esquemáticamente en la Figura 1, estudie las característicasbásicas del proceso de carga y descarga de un capacitor usando un sistema de adquisición de datos asociado a una PC. Para este experimento, use un capacitor C y una resistencia R1 tal que su producto seadel orden de los milisegundos. Elija para R2 un valor de aproximadamente el doble que R1. Conecte los terminales de sistema de toma de datos en los bornes del capacitor C como muestra la Figura 1.Figura 1: Circuito RC Asegúrese que la fuente de tensión V0 tenga un valor inferior a 10 Volt de modo de no dañar el sistema de toma de datos. Elija una frecuencia de muestreo (cuentas por segundo) delorden de RC/100. Grafique la dependencia de Vc como función del tiempo en escala lineal y semilogarítmica y obtenga el mejor ajuste de la curva que describe la dependencia de Vc como función del...