Fisica

JAVIER SÁINZ GAINZARAIN
JON RIPERO USAR
PURIFICACIÓN ISABEL RIOS MARTÍNEZ

ÍNDICE

1.INTRODUCCIÓN TEÓRICA…………………………… 3-6

2.DISPOSITIVO EXPERIMENTAL……………………… 7-8

3.MÉTODO OPERATORIO……………………………….. 8

4.RESULTADOS………………………………………… 9-11

5.ANÁLISIS RESULTADOS……………………………. 11

6.CONCLUSIONES……………………………………….. 12

1.INTRODUCCIÓN TEÓRICA

En esta práctica hemos estudiado elcomportamiento de un condensador en un circuito RC en su proceso de cargar y descarga.
Conceptos básicos:
1. Circuito RC: es un circuito que consta de resistencias y condensadores.
2. Condensador: es un elemento pasivo con memoria ya que el valor del voltaje en un instante dado depende de la evolución de la corriente hasta dicho instante. Es decir que depende del tiempo.
Su capacidad se mide enFaradios y está definida por
C=q(t)/Vc(t)
3. Resistencia: es un elemento pasivo sin memoria ya que no depende del tiempo. El valor del voltaje en un instante dado depende de la corriente en dicho instante.
Su unidad son los ohmios.
Estudio del proceso de descarga:

Tenemos el conmutador en la posición A, por lo tanto el condensador se cargarádurante un tiempo hasta alcanzar la máxima carga introducida que en este caso es ξ. Por lo tanto ya no circulará corriente por el circuito.
Q0= ξC , siendo Q0:carga inicial(t<0)

En el instante t=0 cambiamos el conmutador a la posición B haciendo que el condensador se descargue en función al tiempo a través de la resistencia R. Esta variación de carga viene dada por la relación:Q(t)=Q0.e^-t/τ τ=RC: constante de tiempo del circuito
Por lo tanto el voltaje en los extremos del condensador será:
V(t)=V0.e^-t/ τ, siendo V0= ξ
La intensidad de la corriente decrecerá con la misma constante de tiempo τ:
I(t)=I0.e^-t/ τ, siendo I0=-v0/R
Observando que la intensidad para tiempo infinito se convierte en 0, es equivalente a que el condensador se comporta comocircuito abierto para t>>0.



En el proceso de descarga vemos que la tensión del condensador decrece de forma exponencial desde su valor cargado(ξ) hasta descargarse a 0; al igual que la corriente comienza a decrecer de forma exponencial desde su valor inicial(-V0/R) hasta 0.



Estudio del proceso de carga:

Tenemos el conmutador en la posición B. Está descargado.Q0=0 , siendo Q0:carga inicial(t<0)
En el instante t=0 cambiamos el conmutador a la posición A haciendo que el condensador se cargue en función del tiempo a través. Esta variación de carga viene dada por la relación:
Q(t)=Q0.(1- e^-t/ τ) τ =RC: constante de tiempo del circuito
Por lo tanto el voltaje en los extremos del condensador será:
V(t)=V0.(1-e^-t/ τ),siendo V0= ξ
La intensidad de la corriente decrecerá con la misma constante de tiempo τ:
I(t)=I0.e^-t/ τ, siendo I0=+v0/R
En este proceso, la corriente inicial es V0/R, pero conforme pasa el tiempo, la función exponencial hace que la I(t) se acerque a 0 al principio muy rápido y después más lento.
En este caso observamos que la intensidad del condensador decrece desde la inicial hasta 0 deforma exponencial; al igual que la tensión del condensador aumenta desde su valor descargado 0, hasta el valor de la tensión introducida epsidon.
Señales periódicas

Supongamos que introducimos en el circuito una señal de entrada cuadrada Vi(t) con frecuencia f=1/T; este circuito equivale cambiar el conmutador de la posición A a la B cada T/2 s.
En t=0 el voltaje de la entrada aumenta hasta V0 ypermanece en este valor hasta T/2, por lo tanto el condensador comenzará a cargarse en este tiempo hasta alcanzar V0.
Vs(t)=V0(1-e^-t/ τ), 0<t<T/2.
En t=T/2 la tensión de entrada disminuye hasta 0, dando lugar a la descarga del voltaje del condensador.
Vs(t)=V0.e^-t/ τ, T/2<t<T
Este comportamiento de la señal se repite con periodo T.

Ve(t) Vs(t)

Como se puede...