Carga Y Descarga De Un Condensador

Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid Física II

1. Resumen
La practica a realizar consiste en determinar las curvas de carga y descarga de un condensador mediante mediciones de la variación de potencial respecto del tiempo y posteriormente, la capacidad del condensador mediante la relación existente entre el voltaje de éste, la resistencia conectaday el tiempo que tarda en cargarse o descargarse el condensador. Para ello, se monta un circuito compuesto por un generador, dos resistencias, una utilizada en la carga y otra en la descarga, un conmutador ,que nos permitirá variar la conexión del circuito entre la carga y la descarga, y un condensador. Para obtener el nivel de carga del condensador se colocará en el circuito un voltímetro,conectado en paralelo a éste, que nos indicara la diferencia de potencial existente entre sus placas. Cuando sea igual al voltaje que aporta el generador, se considerará que el condensador está cargado.

2. Introducción
Mediante la realización del experimento y con la correspondiente toma de datos, se pretenden alcanzar los siguientes objetivos:    Análisis del funcionamiento de un condensador enun circuito RC. Obtención de las curvas de carga y descarga de un condensador de capacidad desconocida en dicho circuito. Calcular a partir de las curvas anteriores la capacidad (C) del condensador.

La magnitud fundamental de un condensador es la capacidad, que mide la cantidad de carga que es capaz de almacenar por unidad de voltaje, se mide en Faradios o sus submúltiplos. Dado que lacapacidad es inversamente proporcional a menos el producto de la pendiente por la resistencia, al conocer la función de carga y descarga, se puede obtener aproximadamente la capacidad.

Carga y descarga de un condensador

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3. Descripción
El montaje utilizado para realizar la práctica consiste enun circuito conectado a una fuente de alimentación que aporta una corriente continua de 15 voltios, la cual no se variará durante el transcurso de la práctica, un conmutador que permite alternar la carga y descarga del condensador, un condensador que tras cargarse pasará a actuar como generador, dos resistencias (R1 de 6200 Ω y R2 de 5100 Ω) y un voltímetro que nos permite medir la diferencia depotencial existente entre las placas del condensador en cada instante. La disposición de los diferentes componentes del circuito se puede apreciar en la imagen siguiente:

En esta práctica de laboratorio hemos llevado a cabo dos experiencias diferentes relacionadas con la carga y descarga de un generador en un circuito con resistencias: La primera de ella consistió en medir la variación depotencial en relación al tiempo del condensador a medida que se iba cargando. Estas medidas indicaban el nivel de carga del condensador, siendo máximo cuando se igualaba al potencial que salía del generador, indicando en ese momento que ya estaba completamente cargado. Los datos obtenidos con este proceso los utilizaríamos para elaborar una gráfica que relaciona el tiempo de carga y la diferencia depotencial del condensador. Posteriormente, la segunda experiencia consistió en el proceso inverso, apagando la fuente de alimentación y utilizando el condensador como pila, midiendo su tiempo de descarga. Ayudándonos de los datos obtenidos se realiza una gráfica que relacionaba el tiempo de descarga y la diferencia de potencial del circuito.

Carga y descarga de un condensador

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4. Resultados
 4.1. Tablas de datos
Los datos recopilados en la práctica se han agrupado en las siguientes tablas, en las cuales se indica el tiempo transcurrido, medido en segundos, desde el inicio del proceso (ya sea carga o descarga) y la diferencia de potencial del condensador en ese instante,...