Carga y descarga de un condensador en un circuito RC
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7/26/2019 Carga y descarga de un condensador en un circuito RC
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA ELECTRICA Y ELECTRNICA
LABORATORIO N4
CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR EN UN CIRCUITO
RC
Alumnos:
HOLGADO RAMIREZ JOS 20142001APORTUGUEZ BENANCIO JEAN 20144094GREQUENA CAMARGO YAIR 20140274k
Profesor:
HUALLPA GUTIERREZ WALTER
Curso:ISICA III I!40"
Seccin:
N
L#$%& A'(#) *+) 201,
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I. OBJETIVOS Medir el tiempo de carga y descarga de un condensador en un circuito RC, usando
un osciloscopio.
II. EQUIPOS Y MATERIALES Un osciloscopio de dos canales Elenco modelo S-1325.
Un generador de funcin Elenco !f-"#2$.
Un mult%metro digital.
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Una ca&a de condensadores y resistencias. Ca'les de cone(in
III. FUNDAMENTO TERICO)
El osciloscopio es un instrumento de *isuali+acin electrnica ue permite, mediante
representacin grfica, medir cualuier cantidad f%sica ue *ar%e en el tiempo ue pueda
con*ertirse en una diferencia de potencial.
'ser*e elcircuito RC en serie de la figura /. Si en el instante t0# el interruptor es
conectado a la posicin 1, estrictamente a'lando, el circuito esta toda*%a a'ierto, no
pueden circular cargas elctricas a tra*s del condensador. Sin em'argo durante el inter*alo
de tiempo muy corto la 'ater%a trasladara electrones, a tra*s de la resistencia, desde la
placa de arri'a acia la placa de a'a&o, uedando la primera cargada positi*a y la segundanegati*amente. El flu&o de electrones termina cuando la diferencia de potencial en el
condensador es igual al *olta&e de la 'ater%a.
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uede demostrarse ue, a partir del instante de la cone(in la carga 4 del condensador
*aria con el tiempo de acuerdo a la e(presin
Q(t)=VC(1etRC
)
onde 6 es el *olta&e de la 'ater%a, C la capacitancia del condensador y R el *alor de la
resistencia.
/s% mismo, puede demostrarse ue, desde el instante de la cone(in, circulara a tra*s de
la resistencia una corriente dada por)
I(t)=V
Re
tRC
/l tiempo =RC en ue la carga del condensador es #.$32 de su *alor final se le llama
tiempo de carga del condensador. Este es el mismo tiempo en ue la corriente del
condensador disminuye a #.3$" de su *alor inicial.
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Si el condensador ya est cargado y, en un instante, ue podemos llamart1 , conectamos
el interruptor S a la posicion 2, los electrones de la placa interior regresan a la superficie
asta ue am'as placas uedan con carga cero. urante este proceso la carga 4 en el
condensador ueda e(presada por)
Q(t)=VCe(tt
1)
RC
7 la corriente por la e(presin)
I(t)=VR
e
(tt1)
RC
onde el primer signo menos indica ue la corriente de descarga es en un sentido opuesto
a la corriente durante la carga del condensador. 8as figuras 3a y 3' muestran
respecti*amente el comportamiento en funcin del tiempo de la carga 4 del condensador y
de la corriente 9 en el circuito, durante el proceso de descarga.
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Un generador de onda cuadrada es un dispositi*o ue genera un *olta&e ue depende del
tiempo en la forma indicada en la figura.
Si el periodo de la onda cuadrada :;< es muco mayor ue el tiempo de carga del
condensador :
< y si el generador se conecta al circuito, el generador act=a como una'ater%a automtica ue se conecta alternati*amente a las posiciones 1 y 2 cada ;>2
segundos.
Entonces, el condensador e(perimentara procesos peridicos de carga y descarga. 8a
carga 4 en funcin del tiempo uedar representada por una grfica como la mostrada en la
figura $a y la funcin 9 *s t por una grfica como la mostrada en la figura $'.
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IV. PROCEDIMIENTO
! oner en operacin el osciloscopio y el generador de funciones.
! 6ariar la frecuencia de la onda cuadrada asta o'tener 25# ?+.! Modular mediante el osciloscopio el *olta&e y la *isuali+acin de la funcin.! Con los diferentes resistores y condensadores reali+ar el arreglo propuesto en
la gu%a.! Enfocar 'ien mediante el uso de los controles las grficas de *olta&e y de
intensidad de corriente en el osciloscopio.
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! Calcular el tiempo @ y mediante este y la medida de la resistencia calcular la
capacitancia.
V. RESULTADOS MNIMOS Y PREGUNTAS
1. Encuentre los *alores de las capacitancias de los condensadores usados y compare con lacapacitancia dada por el fa'ricante.
2. Aodr%a usar una frecuencia de 100kHz en lugar de 250Hz para allar el tiempo
=RC de los circuitos RC ue usted a anali+ado en este e(perimentoB Aor uB
Si aumentamos de tal manera la frecuencia del generador, el periodo de las ondas
cuadradas se reducir%a nota'lemente y no podr%amos anali+ar las cur*as de carga ydescarga,
3. Escri'a los *alores deR
1 , R
2 y C usados en el paso 2# del procedimiento.
R1=6800
R2=10000
C=0.38F
. ACules son los *alores de corriente m%nima y m(ima durante la carga del condensador
ue usted o'ser*a en el paso 2# del procedimientoB Seg=n sus clculos, ACules de'er%an
ser esos *aloresB
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5. ACules son los *alores de corriente m%nima y de corriente m(ima durante la descarga del
condensador ue usted o'ser*a en el paso 2# del procedimientoB Seg=n sus clculos,
ACules de'er%an ser esos *aloresB
VI. OBSERVACIONES
ara una mismo circuito, el es el mismo para la carga y para la descarga.
adas las medidas de las capacitancias usadas, es del orden de s .
Se utili+a 10V dados por el generador, como f.e.m.
VII. CONCLUSIONES
Usando un osciloscopio se logra una medida ms precisa en comparacin al *olt%metro.
Con el osciloscopio podemos *er los *alores eficaces de una seDal /C, con el mult%metro
no.
Un osciloscopio puede medir un gran n=mero de fenmenos siempre ue general alguna
seDal
El osciloscopio tam'in grafica los cam'ios de amplitud de una seDal con respecto al
tiempo
odemos o'ser*ar ue en las grficas o'tenidas si *ariamos la escala de *olta&e, la cur*a o
l%nea se contrae o e(pande.
VIII. RECOMENDACIONES
/ntes de usar el osciloscopio, cali'rar adecuadamente a lo ue se espera medir.
IX. BIBLIOGRAFIA Manual del osciloscopio-Electrnica U!R
.electronicafacil.net>tutoriales>Uso-del-osciloscopio.pp
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