Practica De Docencia

PRÁCTICA 2º: ANÁLISIS DE CIRCUITOS RC.


Objetivos:


• Estudiar la respuesta temporal del proceso de carga y descarga de un condensador.
• Analizar el comportamiento de un circuito RC con la frecuencia verificando las características de un filtro paso bajo y de un filtro paso alto.





Material:


Instrumental:
Generador de señal
OsciloscopioEntrenador

Componentes:
Resistencia de 10K(.
Resistencia con código de colores identificable.
Condensador de 22 nF.
Condensador de capacidad desconocida.

Desarrollo de la Práctica:


1. Ecuaciones.

1a- Plantear las ecuaciones de los circuitos de las figuras 1 y 2, y resolver la ecuación diferencial resultante.
[pic]
Figura 1. Carga de un condensador.
[pic]
Figura2. Descarga de un condensador

Para ello considerar que en el primer caso la tensión inicial del condensador es 0 V (VBC = 0 V para el instante inicial) y en el segundo caso es E V (VBC = E V en el instante inicial).


2. Tensión en el condensador.

Para comprobar tanto la carga como la descarga, se realizará el montaje que aparece en la figura 3, siendo R = 10 K( y C = 22 nF.[pic]
Figura 3. Montaje para estudio temporal

El generador de señal se ajustará con una señal cuadrada de frecuencia 200 Hz, amplitud 5 Vpp y con un offset (o nivel DC) de 2,5 V, de modo que la señal resultante se encuentre siempre entre 0 y 5 V.

Para ajustar el generador de señal y observar el proceso de carga y descarga se conectará el canal 1 del osciloscopio entre los puntos A y C,siendo C el contacto de masa y el canal 2 del osciloscopio entre los puntos B y C.

2a-Dibujar de forma aproximada la forma de onda resultante de los dos canales. 2b- ¿Qué es lo que ocurre?, 2c- ¿Por qué?.

3. Corriente en el condensador.

Ya que con las sondas del osciloscopio no podemos medir intensidades, sino tensiones, para medir corrientes se medirá la tensión entre extremosde una resistencia y se dividirá por el valor de dicha resistencia.


Para comparar la tensión en el condensador con la intensidad debemos tener en cuenta que la masa del osciloscopio es única. Luego de cara a ver la forma de onda de la corriente se conectará la sonda del canal 1 entre A y B y la sonda del canal 2 entre C y B. Durante la visualización será necesario invertir el canal 2.Dibujar las formas de onda resultantes. 3a-¿Es en algún momento la tensión del condensador negativa?, 3b-¿Por qué?, 3c-¿Es en algún momento la corriente negativa?, 3d-¿Por qué?.

4. Comportamiento con la frecuencia.

Observar y dibujar la forma de la onda observada en el osciloscopio a 3000Hz y a 25Hz. 4a-¿Qué ocurre con la forma de onda?, 4b-¿Por qué?.

5. Comprobación delvalor de (.

5a- Observar en el osciloscopio cuánto tiempo tarda en cargarse el condensador hasta el 50%. Con ese valor y la ecuación deducida en el apartado 1, calcular el valor real de ( y comprobar si coincide con el esperado.

6. Cálculo de una capacidad desconocida.

6a- Realizar el montaje anterior pero esta vez con la resistencia de valor desconocido, pero con código de coloresidentificable y con el condensador de valor desconocido. Aplicando el mismo método que en el apartado 5 calcular la capacidad del condensador.

7. Comportamiento de la tensión de salida en función de la frecuencia de entrada.

Realizar el montaje de la figura 3. En este caso cambiar la forma de onda de cuadrada a sinusoidal, con una amplitud de 10Vpp y un offset (o nivel DC) igual a 0V.Variando la frecuencia de la señal de entrada entre 1Hz y 1MHz tomando como puntos de medida las potencias de 10 (1, 10, 100,….), medir el valor de tensión pico-pico entre extremos del condensador.


7a- Representar en escala logarítmica el valor de la tensión de salida frente a la frecuencia. Tomando como eje de abscisas (log f) y como eje de ordenadas (log V). 7b-¿Qué ocurre con...