. Carga y descarga de un condensador

Universidad de Los Andes
Facultad de Ciencias
Departamento de Física
Laboratorio de física 21













INFORME # 7
CIRCUITO R.C
CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR















GRUPO Nº 6.
INTEGRANTES:
.
Sección: 04


Mérida, 18 de Agosto del 2008
OBJETIVOSConocer un sistema estacionario.
Conocer y verificar las leyes que rigen el proceso de carga y descarga de un condensador.
Verificar relaciones energéticas en sistemas estacionarios simples.
Verificar la conservación de la energía.
Conocer limitaciones en instrumentos de medida. Caso particular el registrador.
Conocer el funcionamiento de un registrador.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

Montar el siguiente circuito:



1. a) Registrar la variación del voltaje del condensador con el transcurso del tiempo, para cinco resistencias diferentes del orden de los kilo-ohmios (hasta 10KΩ)

b) A partir del registro anterior, obtener los datos necesarios y graficar T1/2 en función de R y obtener la capacidad delcondensador.

2. Registrar la variación del voltaje en el condensador VC en función del tiempo, para una resistencia de 3KΩ durante los procesos de carga y descarga.
3. Registrar la variación de voltaje en los extremos de la resistencia VR durante el proceso de carga del condensador para varios valores de R (2KΩ, 5KΩ y 8KΩ).
4. Hacer un registro de VC y VR en función del tiempo con lossiguientes datos:
R= 7KΩ

a) Evaluar gráficamente:


b) Comprobar si este valor de qo concuerda con el valor de qo que se puede obtener del registrote VC vs t (qo = VoC).
c) Con el valor de qo calcular EB y EC
d) Evaluar al cuadrado la cuerva VR(t) (8 puntos) y hacer una grafica.
vs t
Evaluar la energía disipada en R.
e) Con c) y d) comprobar la conservación de la energía



5. a)Verificar las siguientes gráficas teóricas con el experimento:



Donde t es un tiempo que se puede colocar a conveniencia. (Disminuir el voltaje de la fuente de 5V a 2.5V o cambiar la escala del registrador de 1V/in a 0.5V/in, y colocar el nivel cero en la mitad del papel)

b) En el intervalo (0, t1) para varios tiempos, evaluar la relaciónVCC + VRc = ε

6. En el intervalo (t1 , 2t1), para varios tiempos, evaluar la relación; explicar.

VCD + VRD = 0


















TABLA DE DATOS Y CÁLCULO DE MUESTRA

Tabla #1: Variación del voltaje del condensador con el transcurso del tiempo.
Resistencia (K Ω)
Tiempo ½ (s)
(2,0 ± 0,1)
(0,1 ± 0,1)
(4,0 ± 0,1)
(0,3 ± 0,1)
(6,0 ± 0,1)
(0,4 ± 0,1)
(8,0 ± 0,1)(0,6 ± 0,1)
(10,0 ± 0,2)
(0,7 ± 0,1)
(12,0 ± 0,2)
(0,8 ± 0,1)
V= 6 volts


La resistencia R se obtuvo a partir de la caja decadita, por lo tanto, el error asociado a esta medida es:



Para R= 2 KΩ



= (2,0 ± 0,1) KΩ
Los demás cálculos se realizan de la misma manera. Todos los resultados se encuentran en la tabla # 1.

El tiempo T½ se obtuvo a partir de las graficas devariación del voltaje en función del tiempo:


De acuerdo a la grafica obtenida para R=2 KΩ



Los demás cálculos se realizan de la misma manera. Todos los resultados se encuentran en la tabla # 1.

Error absoluto:


= (0,1 ± 0,1) seg
De la grafica # 3, obtenemos que:



8,34x10-7 F = 0,833 µF ≈ 0,8 µF
(66,7 ± 0,8) µF

Además, sabemos que la ecuación que sigue esta grafica es:(96 ± 1)




Tabla #2: Valores de T1/2 durante el proceso de carga y descarga del condensador.
Proceso
Tiempo ½ (s)
Resistencia (K)
Carga
(0,4 ± 0,1)
5
Descarga
(0,4 ± 0,1)



Los cálculos para obtener el T1/2 en el proceso de carga y descarga se realizan de la misma manera que la realizada anteriormente.


- Determinación de la capacidad del condensador (C) por el...