Circuito Rc
Páginas: 5 (1250 palabras)
Publicado: 20 de junio de 2012
Circuito RC
Resumen:
El circuito RC tiene numerosas aplicaciones. Debe su nombre a que los principales componentes del mismo son una resistencia y un capacitor, siendo este último un dispositivo capaz de almacenar energía.
En esta experiencia se estudió la carga y la descarga de un capacitor a fin de analizar la constante de tiempo τ (equivalente al producto de la resistencia por lacapacidad). Esta constante representa la rapidez con que se carga el capacitor o el tiempo necesario para descargar al mismo en un 63%; a mayor RC, el tiempo de carga será mayor. Se midió esta constante para diversas combinaciones de resistencias y capacitores, obteniendo satisfactoriamente las relaciones esperadas.
Introducción:
Se denomina circuito RC a aquel que posee al menos unaresistencia y un capacitor o condensador (ver figura 2). Un capacitor es un dispositivo que almacena energía eléctrica. Está formado por un par de superficies conductoras (de manera que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) generalmente en forma de tablas, esferas o láminas, separados por un material dieléctrico (aislante) o por el vacío, que, sometidos a unadiferencia de potencial adquieren una determinada carga eléctrica.
[pic]
Figura 1: Esquema de un capacitor de placas paralelas, en cada placa hay igual cantidad de carga pero de signo contrario.
La carga almacenada en una de las placas (Q) es proporcional a la diferencia de potencial entre esta placa y la otra (V), siendo la constante de proporcionalidad la capacidad (C):[pic] Ecuación 1
Entonces, al conectar un capacitor a una fuente que genere un potencial V0, el mismo se cargará aunque no inmediatamente, sino de manera progresiva, exponencialmente, siguiendo:
[pic] Ecuación 2
Así mismo, la descarga del capacitor también será exponencial:
[pic] Ecuación 3
Habrá dos regimenes de funcionamiento: transitorio (carga y descarga) y permanente (con elcondensador cargado).
El producto RC es una medida de qué tan rápido se carga el capacitor. RC se llama constante de tiempo o tiempo de relajación del circuito y se representa con τ.
[pic] Ecuación 4
Cuando τ es pequeña, el capacitor se carga rápidamente; cuando es más grande, la carga lleva más tiempo.
La diferencia de potencial en el capacitor, también variará en función del tiempo demanera exponencial, lo que puede apreciarse en la figura 1 y responde a las ecuaciones 5 y 6:
[pic] Ecuación 5 (Carga del capacitor)
[pic] Ecuación 6 (Descarga del capacitor)
[pic]
Figura 3: Esquemas del potencial de a) carga y b) descarga de un capacitor en función del tiempo.
Desarrollo experimental:
Se medirá la carga y descarga del capacitor, que forma parte deun circuito como el que se observa en la figura 2.
[pic]
Figura 4: Primer circuito utilizado en la experiencia para medir Vc es decir la diferencia de potencial sobre el capacitor.
Este circuito fue conectado al MPLI, que medirá el potencial de carga y descarga en función del tiempo (ver ecuaciones 5 y 6)
La fuente deberá ajustarse tal que tenga una señal cuadrada y que el período dedescarga, es decir, cuando la fuente está apagada, se encuentre a V=0 volts. La señal cuadrada deber ser tal que su ancho permita ver claramente la carga y descarga del capacitor en el gráfico en 3 situaciones de frecuencias distintas:
1) F > RC
Luego como segunda parte de la experiencia se hará la misma experiencia pero para un circuito como se observa en la figura 4
[pic]
Figura 5:Circuito para medir la diferencia de potencial sobre la resistencia.
En las 3 situaciones mencionadas anteriormente, con sus respectivos graficos tomados con el mpli y traspasados al origin.
En cada experiencia se tratamos de buscar el comportamiento mas adecuado con el mpli, luego los datos fueron llevados al origin donde se tomaron dos puntos entre carga y descarga medimos la frecuencia...
Resumen:
El circuito RC tiene numerosas aplicaciones. Debe su nombre a que los principales componentes del mismo son una resistencia y un capacitor, siendo este último un dispositivo capaz de almacenar energía.
En esta experiencia se estudió la carga y la descarga de un capacitor a fin de analizar la constante de tiempo τ (equivalente al producto de la resistencia por lacapacidad). Esta constante representa la rapidez con que se carga el capacitor o el tiempo necesario para descargar al mismo en un 63%; a mayor RC, el tiempo de carga será mayor. Se midió esta constante para diversas combinaciones de resistencias y capacitores, obteniendo satisfactoriamente las relaciones esperadas.
Introducción:
Se denomina circuito RC a aquel que posee al menos unaresistencia y un capacitor o condensador (ver figura 2). Un capacitor es un dispositivo que almacena energía eléctrica. Está formado por un par de superficies conductoras (de manera que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) generalmente en forma de tablas, esferas o láminas, separados por un material dieléctrico (aislante) o por el vacío, que, sometidos a unadiferencia de potencial adquieren una determinada carga eléctrica.
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Figura 1: Esquema de un capacitor de placas paralelas, en cada placa hay igual cantidad de carga pero de signo contrario.
La carga almacenada en una de las placas (Q) es proporcional a la diferencia de potencial entre esta placa y la otra (V), siendo la constante de proporcionalidad la capacidad (C):[pic] Ecuación 1
Entonces, al conectar un capacitor a una fuente que genere un potencial V0, el mismo se cargará aunque no inmediatamente, sino de manera progresiva, exponencialmente, siguiendo:
[pic] Ecuación 2
Así mismo, la descarga del capacitor también será exponencial:
[pic] Ecuación 3
Habrá dos regimenes de funcionamiento: transitorio (carga y descarga) y permanente (con elcondensador cargado).
El producto RC es una medida de qué tan rápido se carga el capacitor. RC se llama constante de tiempo o tiempo de relajación del circuito y se representa con τ.
[pic] Ecuación 4
Cuando τ es pequeña, el capacitor se carga rápidamente; cuando es más grande, la carga lleva más tiempo.
La diferencia de potencial en el capacitor, también variará en función del tiempo demanera exponencial, lo que puede apreciarse en la figura 1 y responde a las ecuaciones 5 y 6:
[pic] Ecuación 5 (Carga del capacitor)
[pic] Ecuación 6 (Descarga del capacitor)
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Figura 3: Esquemas del potencial de a) carga y b) descarga de un capacitor en función del tiempo.
Desarrollo experimental:
Se medirá la carga y descarga del capacitor, que forma parte deun circuito como el que se observa en la figura 2.
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Figura 4: Primer circuito utilizado en la experiencia para medir Vc es decir la diferencia de potencial sobre el capacitor.
Este circuito fue conectado al MPLI, que medirá el potencial de carga y descarga en función del tiempo (ver ecuaciones 5 y 6)
La fuente deberá ajustarse tal que tenga una señal cuadrada y que el período dedescarga, es decir, cuando la fuente está apagada, se encuentre a V=0 volts. La señal cuadrada deber ser tal que su ancho permita ver claramente la carga y descarga del capacitor en el gráfico en 3 situaciones de frecuencias distintas:
1) F > RC
Luego como segunda parte de la experiencia se hará la misma experiencia pero para un circuito como se observa en la figura 4
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Figura 5:Circuito para medir la diferencia de potencial sobre la resistencia.
En las 3 situaciones mencionadas anteriormente, con sus respectivos graficos tomados con el mpli y traspasados al origin.
En cada experiencia se tratamos de buscar el comportamiento mas adecuado con el mpli, luego los datos fueron llevados al origin donde se tomaron dos puntos entre carga y descarga medimos la frecuencia...
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