CIRCUITOS RC


Circuitos RC
Fredy Bautista - Deivis Salgado a
Juan Carlos Álvarez. b
a Estudiantes de Especialización en Física General, Universidad del Atlántico, Barranquilla-Colombia.
b Docente de Física , Ciencias Básicas, Universidad del Atlántico, Barranquilla-Colombia.

_______________________________________________________________________________________________________________________

Resumen
Estaexperiencia tiene como propósito estudiar la evolución temporal y el comportamiento de un circuito RC de forma práctica, para ello se tomaron varios capacitores de diferentes capacitancias al igual que resistencias de diferentes ohmios, luego, se armaron los circuitos combinando las variables en mención y con la ayuda del multímetro se tomaron las medidas correspondientes a voltajes en función deltiempo. Se obtuvieron medidas que permitieron construir los gráficos que evidenciaron el comportamiento del circuito en función del tiempo y la relación existen entre las variables de voltaje, resistencia y tiempo lográndose así lo propuesto.
_______________________________________________________________________________________________________________________


1. Introducción
Muchos de losdispositivos importantes incorporan circuitos RC en los que una acción conjunta de un capacitor y un resistor dan lugar a una carga y descarga de este alternativamente al transcurrir el tiempo. Estos incluyen marcapasos cardiacos, semáforos intermitentes, luces de emergencia de los automóviles y unidades de flash electrónico. En este aparte estudiaremos de forma práctica la evolución temporal y elcomportamiento de un circuito RC en función del tiempo.
2. Fundamento teórico
En los circuitos que hemos analizado hasta este momento hemos supuesto que todas las fem y resistencias son constantes (independientes del tiempo), por lo que los potenciales, las corrientes y las potencias también son independientes del tiempo. Pero en el simple acto de cargar o descargar un capacitor se encuentra unasituación en la que las corrientes, los voltajes y las potencias sí cambian con el tiempo.
Un circuito que consta de una resistencia y un capacitor se conoce como circuito RC y está determinado por las siguientes ecuaciones:
Carga de un capacitor:

Descarga de un capacitor:

En donde RC es la constante de tiempo en segundos, V el voltaje en voltios. El producto RC es una medida de la rapidez conque se carga el capacitor. El término RC recibe el nombre de constante de tiempo, o tiempo de relajación, del circuito, y se denota por t:
Cuando t es pequeña, el capacitor se carga con rapidez; cuando es grande, el proceso de carga toma más tiempo. Si la resistencia es pequeña, es fácil que fluya la corriente y el capacitor se carga rápido. Si R está en ohms y C en farads, t está en segundos.

3.Diseño de experimento
Para el desarrollo de esta práctica se necesitaron capacitores de diferente capacitancia, resistencias, un multímetro digital para tomar la medida de voltaje, una fuente de poder y se optó por un video de carga y descarga respectivamente para la toma de tiempo.
Teniendo en cuenta que el proceso en un circuito RC consiste en carga y descarga de un capacitor se ilustraramediante una figura los eventos para su posterior análisis y discusión.

Figura 1. Circuito de carga RC


Figura 2. Circuito de descarga RC




En primera instancia hablaremos a cerca del proceso de carga del capacitor en función del tiempo y cómo influye de alguna manera la constante RC en el proceso
4. Análisis de resultados y conclusiones
La siguiente tabla (1) contiene información sobre la variacióndel voltaje V de capacitores en función del tiempo y la figura (3) que muestra su comportamiento en función del tiempo t.
Para ello en necesario establecer lo siguiente:
C1: capacitor de 1.000
C2: capacitor de 2.200
R1: resistencia de 5,1 KΩ
R2: resistencia de 2,5 KΩ

C1-R1

C2-R1

C2-R2

tiempo (s)
Voltaje (voltios)
Voltaje (voltios)
Voltaje (voltios)
0
0,18
0,09
0,04
5
5,36
2,9
2,9
10
7,26...