electromagnetismo



Laboratorio n° 1
“Descarga de un Condensador”

































INTRODUCCIÓN

Una de las tantas ramas de estudio del Electromagnetismo es el comportamiento de los circuitos con todos sus componentes: instrumentos de medición, resistencias, bobinas, condensadores, y como interactúan entre ellos al ponerlos en funcionamiento frente al pasode corriente.
En esta experiencia aprenderemos a descargar de un condensador electrolítico, un condensador que tiene un polo positivo y negativo.  Antes de descargar cualquier condensador, medir el voltaje en el condensador. Conocer el nivel de tensión le permitirá determinar la intensidad de la descarga necesaria y cuánto tiempo se tardará en descargarse. 

OBJETIVOS
Estudiar la descarga deun condensador
Encontrar la Constante de Tiempo Capacitiva


TEORÍA

Básicamente, un condensador, en su expresión más simple, está formado por dos placas metálicas (conductoras de la electricidad) enfrentadas y separadas entre sí por una mínima distancia, y un dieléctrico, que se define como el material no conductor de la electricidad (aire, mica, papel, aceite, cerámica, etc.) que seencuentra entre dichas placas. La magnitud del valor de capacidad de un condensador es directamente proporcional al área de sus placas e inversamente proporcional a la distancia que las separa. Es decir, cuanto mayor sea el área de las placas, mayor será el valor de capacidad, expresado en millonésimas de Faradios [µF], y cuanto mayor sea la distancia entre las placas, mayor será la aislación o tensiónde trabajo del condensador, expresadas en unidades de Voltios, aunque el valor de capacidad disminuye proporcionalmente cuanto más las placas se separan.


Figura 1: Condensador electrolítico. Polaridad: pata negativa marcada con signos "-" en el plástico. Además la pata "+" es más larga y la pata "-" es menos larga.

Se puede cargar un condensador conectando los terminales de sus placas auna batería, u otra fuente de energía eléctrica. Cada una de las placas tendrá potenciales de carga diferentes, por lo tanto el condensador quedará caracterizado por la diferencia de potencial de sus placas (V). La diferencia de potencial V es el trabajo por unidad de carga que se necesita para llevar una pequeña carga desde una placa hasta la otra. De acuerdo a su definición, V es proporcional ala carga. En particular la diferencia de potencial entre los dos conductores de un condensador es proporcional a las cargas Q que tienen, donde Q es la carga total de cada placa. Se propone entonces:


donde la constante de proporcionalidad C recibe el nombre de capacitancia y se mide en coulombs/volt . Esta unidad recibe el nombre de faradio (F). La capacitancia de un condensador depende de lasformas y las posiciones relativas de los conductores, y además del medio en el cual se encuentren inmersos los mismos. Puede considerarse que en un condensador hay energía eléctrica almacenada en el campo eléctrico generado entre sus placas. Como los condensadores pueden concentrar campos eléctricos intensos en pequeños volúmenes, pueden servir como dispositivos útiles para el almacenamiento deenergía.
Las placas del condensador cuando se conectan a una fuente de energía eléctrica comienzan a cargarse con cargas iguales y opuestas, hasta que la diferencia de potencial entre las placas alcanza la diferencia de tensión de la fuente. Este proceso se conoce como carga del condensador.

Si una vez terminado este proceso se retira la fuente y se cierra un circuito conectando con un cableconductor ambos extremos del condensador cargado, se da inicio al proceso de descarga. Las cargas acumuladas en el condensador se redistribuirán por el cable generándose una corriente eléctrica que disminuirá con el tiempo hasta llegar a un equilibrio.
Si construimos un circuito del tipo RC, es decir, con una resistencia y un condensador conectados en serie, podremos estudiar los procesos de...