Laboratorio Circuito Rc

Circuito RC
Fundación Universidad de América
Facultad de Ciencias y Humanidades
Bogotá
2012
Objetivos.
1. Explicar el funcionamiento y utilidad de los condensadores.
2. Tener claridad sobre el concepto de capacidad eléctrica y sus unidades.
3. Identificar un circuito RC y explicar el comportamiento de la corriente eléctrica, en el proceso de carga y en el proceso de descarga.4. Medir la intensidad y el voltaje en el proceso de carga y descarga, en iguales intervalos de tiempo y hacer el análisis correspondiente.
5. Elaborar las gráficas de la intensidad y voltaje en función de tiempo.

Marco Teórico
Procedimiento.

Figura No.1 Corriente RC en proceso de carga y descarga.
1. Cierre el interruptor de la figura 1 y con un cronometro mida el tiempo hastalos 54 segundos que dura el condensador para cargarse, abriendo a y cerrando b, mida el tiempo de descarga.
2. Repita el proceso anterior con descarga, cerrando a y abriendo b.
3. Divida en 10 los tiempos (cada uno de 6 segundos) tomados anterior mente y llénelo en la tabla 1.
4. Para cada intervalo de tiempo mida la intensidad del galvanómetro y el voltaje en el condensador (Vc),tanto en el proceso de carga como en el proceso de descarga.

Figura No. 2 Medición de voltaje de carga y descarga con el galvanómetro.
Tablas y Cálculos.
El condensador tiene una capacidad de 470μF.
La batería tiene 6,37 V.
Para calcular Q=C*Vc
Tabla de datos para el proceso de carga.
T(s) | I(μA) | Vc (v) | Vr (v) | Q (μc) |
0 | 190,0 | 0,42 | 5,95 | 193,2 |
6 | 126,9 | 2,22 | 4,20 |1021,2 |
12 | 85,6 | 3,51 | 2,86 | 1614,6 |
18 | 60,4 | 4,45 | 1,97 | 2047 |
24 | 40,5 | 5,04 | 1,32 | 2318,4 |
30 | 28,0 | 5,39 | 0,83 | 2479,4 |
36 | 19,6 | 5,65 | 0,62 | 2599 |
42 | 13,9 | 5,84 | 0,44 | 2686,4 |
48 | 9,4 | 5,97 | 0,32 | 2746,2 |
54 | 7,2 | 6,05 | 0,23 | 2783 |
Tabla No.1 Proceso de carga.
Tabla de datos para el proceso de descarga.
T(s) | I(μA) | Vc (v) | Vr(v) | Q (μc) |
0 | -185,1 | 5,59 | -5,85 | 2571,4 |
6 | -125,2 | 4,96 | -4,05 | 2281,5 |
12 | -85,0 | 2,62 | -2,62 | 1205,2 |
18 | -59,0 | 1,79 | -1,74 | 823,4 |
24 | -39,9 | 1,19 | -1,23 | 547,4 |
30 | -27,2 | 0,80 | -0,82 | 368 |
36 | -18,1 | 0,53 | -0,55 | 243,8 |
42 | -12,5 | 0,37 | -0,37 | 170,2 |
48 | -8,7 | 0,27 | -0.25 | 124,2 |
54 | -6,0 | 0,18 | -0,17 | 82,8 |
TablaNo.2 Proceso de descarga.
Se puede calcular la resistencia (R) y capacidad del capacitor (C) máximas, la resistencia del capacitor (RC) que es una constante de tiempo, la carga del condensador (Q) máximo y la velocidad máxima (V).
R=33000Ω
C=470μF
Vmáx=6,37 Vol
RC=R*C=33000Ω*470μF=15,51seg
Q=C*V=470μF*6,37Vol=2,99*10-3C
La gráfica de la intensidad de corriente en función del tiempo es tadapor la expresión
It= I0(1-e-tRC)
Donde I0 es
I0= VmáxR
I0= 6,37V33000Ω=1,93*10-4A

It= 1,93*10-4A1-eo15,51seg=0
It= 1,93*10-4A1-e-615,51seg=6,19*10-5
It= 1,93*10-4A1-e-1215,51seg=1,03*10-4
It= 1,93*10-4A1-e-1815,51seg=1.32*10-4
It= 1,93*10-4A1-e-3015,51seg=1.65*10-4
It= 1,93*10-4A1-e-3615,51seg=1,74*10-4
It= 1,93*10-4A1-e-4215,51seg=1.80**10-4
It=1,93*10-4A1-e-4815,51seg=1.84*10-4
It= 1,93*10-4A1-e-5415,51seg=1.87*10-4
It= 1,93*10-4A1-e-2415,51seg=1,51*10-4

Análisis de Resultados.
En las gráficas se puede observar el movimiento de la intensidad, el voltaje del condensador, el voltaje de la resistencia y cómo es el comportamiento de la carga y descarga del condensador RC. Cuando este se carga en las gráficas ocurre lo siguiente; en la intensidad se identifica que laintensidad comienza en un punto alto y a medida que avanza el tiempo esta disminuye, mientras que en la gráfica de voltaje del condensador se a medida que el tiempo avanza el voltaje también, cosa que cambia en el voltaje de la resistencia a medida que avanza el tiempo este va disminuyendo, en el caso de la carga esta va aumentando a medida que aumenta el tiempo.
Esto ocurre debido a que cuando...