Carga Y Descarga De Un Condensador
Páginas: 19 (4728 palabras)
Publicado: 12 de febrero de 2013
INTRODUCCION
En este laboratorio se busca conocer las diferentes características que presenta un circuito RC, el cual tiene un condensador y una resistencia en su circuito, por ende, en las dos pasa un voltaje, los datos obtenidos en la práctica fueron el voltaje tanto de la resistencia como del condensador en un periodo de tiempo, tanto en descarga como en carga, en el primero mientras elvoltaje en el condensador disminuye en la resistencia también pasa lo mismo y en el segundo que es la carga, la carga del condensador aumenta y la de la resistencia disminuye, pero el condensador almacena un tope de voltaje y cuando llega a este el voltaje de la fuente es cero y el condensador empieza a suministrar corriente.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL:
* Analizar los procesos de cargay descarga de un condensador a través de una resistencia.
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
* Comprobar que la corriente en un circuito RC y la carga en el condensador, varían con el tiempo, en el proceso de carga y descarga de un condensador.
* Obtener experimentalmente las curvas de carga y descarga de un condensador en función de la corriente y el voltaje.
* Determinar teórica yexperimentalmente la constante de tiempo del circuito RC.
MARCO TEORICO
CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR
CARGA DE UN CONDENSADOR
Considérese el circuito en serie de la figura. Inicialmente el condensador está descargado. Si se cierra el interruptor I la carga empieza a fluir produciendo corriente en el circuito, el condensador se empieza a cargar. Una vez que el condensador adquiere lacarga máxima, la corriente cesa en el circuito.
En el circuito de la figura tendremos que la suma
Vab+Vbc+Vca=0
* El extremo a tiene un potencial mayor que el extremo b de la resistencia R ya que la corriente fluye de a a b. De acuerdo a la ley de Ohm Vab=iR
* La placa positiva del condensador b tiene mayor potencial que la placa negativa c, de modo que Vbc=q/C.
* Elterminal positivo de la batería a tiene mayor potencial que el terminal negativo c, de modo que Vca=-Ve , donde Ve es la fem de la batería
La ecuación del circuito es:
iR+q/C-Ve =0
Teniendo en cuenta que la intensidad se define como la carga que atraviesa la sección del circuito en la unidad de tiempo, i=dq/dt, tendremos la siguiente ecuación para integrar
Derivando con respecto al tiempo,obtenemos la intensidad en función del tiempo
La carga tiende hacia un valor máximo C·Ve al cabo de un cierto tiempo, teóricamente infinito.
La intensidad disminuye exponencialmente con el tiempo, hasta que se hace cero cuando el condensador adquiere la carga máxima.
La cantidad RC que aparece en el denominador de t se denomina constante de tiempo del circuito. Este representa el tiempoque tomará a la corriente para de crecer hasta 1/e de su valor inicial.
Un tubo-capilar alimentado por un flujo constante producido por un frasco de Mariotte es la analogía hidráulica de la carga de un condensador.
Cuando el interruptor se mueve a A, la corriente I sube bruscamente (como un cortocircuito) y tiene el valor de I = E / R amperios (como si el condensador no existieramomentáneamente en este circuito serie RC), y poco a poco esta corriente va disminuyendo hasta tener un valor de cero (ver el diagrama inferior).
El voltaje en el condensador no varía instantáneamente y sube desde 0 voltios hasta E voltios (E es el valor de la fuente de corriente directa conectado en serie con R y C, ver diagrama 1).
El tiempo que se tarda el voltaje en el condensador (Vc) en pasar de 0voltios hasta el 63.2 % del voltaje de la fuente está dato por la fórmula T = R x C donde R está en Ohmios y C en Milifaradios y el resultado estará en milisegundos.
Después de 5 x T (5 veces T) el voltaje ha subido hasta un 99.3 % de su valor final
Al valor de T se le llama "Constante de tiempo"
Analizan los dos gráficos se puede ver que están divididos en una parte transitoria y una...
En este laboratorio se busca conocer las diferentes características que presenta un circuito RC, el cual tiene un condensador y una resistencia en su circuito, por ende, en las dos pasa un voltaje, los datos obtenidos en la práctica fueron el voltaje tanto de la resistencia como del condensador en un periodo de tiempo, tanto en descarga como en carga, en el primero mientras elvoltaje en el condensador disminuye en la resistencia también pasa lo mismo y en el segundo que es la carga, la carga del condensador aumenta y la de la resistencia disminuye, pero el condensador almacena un tope de voltaje y cuando llega a este el voltaje de la fuente es cero y el condensador empieza a suministrar corriente.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL:
* Analizar los procesos de cargay descarga de un condensador a través de una resistencia.
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
* Comprobar que la corriente en un circuito RC y la carga en el condensador, varían con el tiempo, en el proceso de carga y descarga de un condensador.
* Obtener experimentalmente las curvas de carga y descarga de un condensador en función de la corriente y el voltaje.
* Determinar teórica yexperimentalmente la constante de tiempo del circuito RC.
MARCO TEORICO
CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR
CARGA DE UN CONDENSADOR
Considérese el circuito en serie de la figura. Inicialmente el condensador está descargado. Si se cierra el interruptor I la carga empieza a fluir produciendo corriente en el circuito, el condensador se empieza a cargar. Una vez que el condensador adquiere lacarga máxima, la corriente cesa en el circuito.
En el circuito de la figura tendremos que la suma
Vab+Vbc+Vca=0
* El extremo a tiene un potencial mayor que el extremo b de la resistencia R ya que la corriente fluye de a a b. De acuerdo a la ley de Ohm Vab=iR
* La placa positiva del condensador b tiene mayor potencial que la placa negativa c, de modo que Vbc=q/C.
* Elterminal positivo de la batería a tiene mayor potencial que el terminal negativo c, de modo que Vca=-Ve , donde Ve es la fem de la batería
La ecuación del circuito es:
iR+q/C-Ve =0
Teniendo en cuenta que la intensidad se define como la carga que atraviesa la sección del circuito en la unidad de tiempo, i=dq/dt, tendremos la siguiente ecuación para integrar
Derivando con respecto al tiempo,obtenemos la intensidad en función del tiempo
La carga tiende hacia un valor máximo C·Ve al cabo de un cierto tiempo, teóricamente infinito.
La intensidad disminuye exponencialmente con el tiempo, hasta que se hace cero cuando el condensador adquiere la carga máxima.
La cantidad RC que aparece en el denominador de t se denomina constante de tiempo del circuito. Este representa el tiempoque tomará a la corriente para de crecer hasta 1/e de su valor inicial.
Un tubo-capilar alimentado por un flujo constante producido por un frasco de Mariotte es la analogía hidráulica de la carga de un condensador.
Cuando el interruptor se mueve a A, la corriente I sube bruscamente (como un cortocircuito) y tiene el valor de I = E / R amperios (como si el condensador no existieramomentáneamente en este circuito serie RC), y poco a poco esta corriente va disminuyendo hasta tener un valor de cero (ver el diagrama inferior).
El voltaje en el condensador no varía instantáneamente y sube desde 0 voltios hasta E voltios (E es el valor de la fuente de corriente directa conectado en serie con R y C, ver diagrama 1).
El tiempo que se tarda el voltaje en el condensador (Vc) en pasar de 0voltios hasta el 63.2 % del voltaje de la fuente está dato por la fórmula T = R x C donde R está en Ohmios y C en Milifaradios y el resultado estará en milisegundos.
Después de 5 x T (5 veces T) el voltaje ha subido hasta un 99.3 % de su valor final
Al valor de T se le llama "Constante de tiempo"
Analizan los dos gráficos se puede ver que están divididos en una parte transitoria y una...
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