Fisica
Páginas: 5 (1075 palabras)
Publicado: 21 de enero de 2013
Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria
La Universidad del Zulia
Facultad de Ingeniería
Cátedra: Laboratorio de Física II
[pic]
INFORME DE PRÁCTICA Nº 4: CONDENSADORES
Alumnos:
Valecillos Ander CI: 20.280.605Vivas Isaac CI: 23.347.751
Sección: 001
Profesor:
Eder Valdeblanquez
Maracaibo, Agosto de 2012.
PRÁCTICA N° 7 CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR
OBJETIVOS:
Analizar los procesos de carga y de descarga de un condensador a través de una resistencia. Medir la capacidad de un condensador por el método de la constante de tiempo.
FUNDAMENTO TEÓRICO:
En nuestrocircuito tenemos un condensador de capacidad C, que puede cargarse y descargarse a través de una resistencia R. Consideremos inicialmente que el condensador está descargado. Cuando se pasa el conmutador a la posición a, el condensador se carga hasta que la diferencia de potencial (VC) entre sus armaduras sea igual a V0. Una vez que el condensador ha adquirido su carga, se pasa
Fig. 1:Circuito RC.
el interruptor a la posición b; el condensador se descargará a través de la resistencia R. Ni el proceso de carga, ni el de descarga son instantáneos, requiriendo ambos un tiempo que depende de los valores de R y C.
PROCESO DE CARGA:
Representemos por q la carga y por i la intensidad de la corriente de carga en un cierto instante contado a partir del momento en que se coloca elinterruptor en la posición a. Las diferencias instantáneas de potencial VR y VC son:
[pic] (1) y puesto que [pic], la ecuación (1) queda así: [pic] (2)
La solución de la ecuación diferencial (2) es:
[pic] (3)
Con [pic]
La corriente que circula en el instante considerado es:
[pic] (4)
En el instante t = 0, i = i0 = [pic] que sería la intensidad permanente sino existiera el condensador.
El voltaje sobre la resistencia es: [pic](5)
El voltaje sobre el condensador es: [pic](6)
La energía acumulada por el condensador es:
[pic](7)
Cuando t aumenta, la energía alcanza un valor máximo igual a:
[pic] (8)
1. PROCESO DE DESCARGA.
En este proceso el interruptor se transfiere a la posición b (Fig. 1) y se cumpleque:
[pic] (9)
La corriente será de signo contrario a la del proceso de carga, es decir:
[pic] (10)
La carga es: [pic] (12)
2. CONSTANTE DE TIEMPO CAPACITIVA.
En la ecuación (6) nótese que si t = RC, el voltaje en el condensador es:
[pic]
En este momento cuando t = RC, el condensador se ha cargado un 63%. Este tiempo (t = RC) se denomina constante detiempo capacitiva del circuito RC.
Otra manera de obtener un resultado similar es haciendo t = RC en la ecuación de descarga (9).
[pic]
De manera que:
Transcurre una constante de tiempo, cuando el condensador acumula entre sus placas el 63% de voltaje aplicado en el proceso de carga, o cuando dicho condensador acumula entre sus placas el 37% del voltaje aplicado en el procesode descarga.
En el proceso de descarga:
Cuando transcurren dos constantes de tiempo (t = 2RC) el condensador se carga el 86% del voltaje aplicado. En tres constantes de tiempo (t = 3RC) se carga el 95%. En cuatro constantes de tiempo (t = 4RC) se carga el 98% y en cinco constantes de tiempo (t = 5RC) se carga el 99%.
Teóricamente un condensador se cargará completamente cuandotranscurra un tiempo infinitamente grande, pero en forma práctica vemos que en cinco constantes de tiempo se carga al 99%. Aceptemos entonces que en cinco constantes de tiempo el condensador queda cargado.
RESULTADOS OBTENIDOS
Tabla N° 1 Proceso de carga.
VC (Voltios) |2,2 |3,9 |6,3 |8,6 |9,5 |9,8 |9,9 | | t1 (seg) |6.44 |12.75 |25.49 |52.41 |81.8 |104.28 |118.36 | |t2 (seg) |6.71...
Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria
La Universidad del Zulia
Facultad de Ingeniería
Cátedra: Laboratorio de Física II
[pic]
INFORME DE PRÁCTICA Nº 4: CONDENSADORES
Alumnos:
Valecillos Ander CI: 20.280.605Vivas Isaac CI: 23.347.751
Sección: 001
Profesor:
Eder Valdeblanquez
Maracaibo, Agosto de 2012.
PRÁCTICA N° 7 CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR
OBJETIVOS:
Analizar los procesos de carga y de descarga de un condensador a través de una resistencia. Medir la capacidad de un condensador por el método de la constante de tiempo.
FUNDAMENTO TEÓRICO:
En nuestrocircuito tenemos un condensador de capacidad C, que puede cargarse y descargarse a través de una resistencia R. Consideremos inicialmente que el condensador está descargado. Cuando se pasa el conmutador a la posición a, el condensador se carga hasta que la diferencia de potencial (VC) entre sus armaduras sea igual a V0. Una vez que el condensador ha adquirido su carga, se pasa
Fig. 1:Circuito RC.
el interruptor a la posición b; el condensador se descargará a través de la resistencia R. Ni el proceso de carga, ni el de descarga son instantáneos, requiriendo ambos un tiempo que depende de los valores de R y C.
PROCESO DE CARGA:
Representemos por q la carga y por i la intensidad de la corriente de carga en un cierto instante contado a partir del momento en que se coloca elinterruptor en la posición a. Las diferencias instantáneas de potencial VR y VC son:
[pic] (1) y puesto que [pic], la ecuación (1) queda así: [pic] (2)
La solución de la ecuación diferencial (2) es:
[pic] (3)
Con [pic]
La corriente que circula en el instante considerado es:
[pic] (4)
En el instante t = 0, i = i0 = [pic] que sería la intensidad permanente sino existiera el condensador.
El voltaje sobre la resistencia es: [pic](5)
El voltaje sobre el condensador es: [pic](6)
La energía acumulada por el condensador es:
[pic](7)
Cuando t aumenta, la energía alcanza un valor máximo igual a:
[pic] (8)
1. PROCESO DE DESCARGA.
En este proceso el interruptor se transfiere a la posición b (Fig. 1) y se cumpleque:
[pic] (9)
La corriente será de signo contrario a la del proceso de carga, es decir:
[pic] (10)
La carga es: [pic] (12)
2. CONSTANTE DE TIEMPO CAPACITIVA.
En la ecuación (6) nótese que si t = RC, el voltaje en el condensador es:
[pic]
En este momento cuando t = RC, el condensador se ha cargado un 63%. Este tiempo (t = RC) se denomina constante detiempo capacitiva del circuito RC.
Otra manera de obtener un resultado similar es haciendo t = RC en la ecuación de descarga (9).
[pic]
De manera que:
Transcurre una constante de tiempo, cuando el condensador acumula entre sus placas el 63% de voltaje aplicado en el proceso de carga, o cuando dicho condensador acumula entre sus placas el 37% del voltaje aplicado en el procesode descarga.
En el proceso de descarga:
Cuando transcurren dos constantes de tiempo (t = 2RC) el condensador se carga el 86% del voltaje aplicado. En tres constantes de tiempo (t = 3RC) se carga el 95%. En cuatro constantes de tiempo (t = 4RC) se carga el 98% y en cinco constantes de tiempo (t = 5RC) se carga el 99%.
Teóricamente un condensador se cargará completamente cuandotranscurra un tiempo infinitamente grande, pero en forma práctica vemos que en cinco constantes de tiempo se carga al 99%. Aceptemos entonces que en cinco constantes de tiempo el condensador queda cargado.
RESULTADOS OBTENIDOS
Tabla N° 1 Proceso de carga.
VC (Voltios) |2,2 |3,9 |6,3 |8,6 |9,5 |9,8 |9,9 | | t1 (seg) |6.44 |12.75 |25.49 |52.41 |81.8 |104.28 |118.36 | |t2 (seg) |6.71...
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