FISICA

Práctico Nº 8: Carga y descarga de un capacitor.
OBJETIVOS:
*Obtener la curva característica de carga y descarga de un capacitor a través de una resistencia.
*Seleccionar el intervalo de la gráfica perteneciente a la descarga y verificar la expresión: V(t)= Vo . e-tRC .
FUNDAMENTO TEÓRICO:
Capacitor:
Dispositivo capaz de almacenar carga y energía eléctrica. Consiste en dos conductorescargados con cargas opuestas. La carga neta del capacitor es nula, cuando hablamos de “carga de un capacitor” nos referimos a la carga de cada placa.
Fácilmente podemos cargar un capacitor conectando cada placa a los bornes de una fuente. De esta manera comienza a circular corriente por el circuito y las cargas entre las placas del capacitor se distribuyen nuevamente. A este proceso se lo denomina:carga de un capacitor. Dicho proceso finaliza cuando la diferencia de potencial entre las placas del capacitor es igual a la de la fuente.
La cantidad de carga que puede almacenar un capacitor es directamente proporcional a la diferencia de potencial entre sus placas.
Capacitancia:
Se denomina capacitancia del capacitor al cociente entre la carga (q) y el ΔV.
Depende de las placas, de laorientación de una respecto a la otra y del material aislante que haya entre ellas. La capacitancia es una característica propia del capacitor.
Su unidad en el SI es C/V y a la combinación de estas unidades se la conoce como Faradio (F).
C=q∆VCLASIFICACION DE LOS CAPACITORES
1 Capacitor de placas paralelas:
Un capacitor de placas paralelas se compone de dos láminas conductoras paralelas muypróximas.
El campo debido a cada lámina tiene el valor σ2εo. Fuera de las láminas, estos campos se anulan, pero en el espacio entre ambas suman de modo que el campo eléctrico es E= σεoCapacidad es: C= QV = Ԑ0.Ad
2 Capacitor cilíndrico:
Un capacitor cilíndrico se compone de un pequeño cilindro o alambre de radio a y una corteza cilíndrica de radio b concéntrica con la anterior. Supongamos que +Qsea la carga en el conductor interior y –Q en el conductor exterior.
La capacidad es: C= QV = 2πԐ0Lln⁡(ba)
La capacidad es proporcional a la longitud del cilindro. Cuanto mayor es la longitud, más grande es la cantidad de carga que puede ponerse en los conductores en el caso de una diferencia de potencial determinada.
3 Capacitor esférico:
Un capacitor esférico se compone de una pequeñaesfera conductora interior de radio R, y de una corteza esférica mayor concéntrica con la anterior de radio R. La esfera interior puede estar suspendida mediante un aislador. Se hace una pequeña abertura en la corteza exterior de modo que pueda colocarse una carga en la esfera interna.
La capacidad es:
C = QV =4πԐ0R. R2R2-R1
CARGA DE UN CAPACITOR.
El proceso de carga de un capacitor serealiza conectando el mismo a una fuente de voltaje constante a través de un resistor. Si suponemos que al inicio el circuito está abierto, el capacitor comienza a cargar en el momento que se cierra el interruptor y la corriente empieza a circular.
Aplicando la segunda regla de Kirchhoff entre los puntos A y B, la diferencia e potencial de la fuente es igual a la suma de la diferencia de potencialdel capacitor y el resistor.
ΔVFuente = ΔVResistor + ΔVCapacitorComo ΔVResistor=iR y ΔVCapacitor=qC , siendo i la intensidad de corriente en el circuito y q la carga del capacitor para cierto instante de tiempo t, tenemos que:
ΔVFuente= iR + qCDespejando i, obtenemos que:
i= ΔVFuente – qCREsta expresión para la intensidad de corriente es válida para cualquier instante de tiempo. Cabe aclararque su valor no es constante.
También es posible determinar la intensidad de corriente en el circuito de carga del capacitor en función del tiempo de la siguiente manera:
i= ΔVFuente. e1RCRSiendo R la resistencia del resistor, C la capacitancia del capacitor y ΔVFuente la diferencia de potencial de la fuente. El factor RC (Ԏ) tiene unidades de tiempo.

176784079375i= ΔVFuenteR . e-RCRC...