PROCESO DE CARGA Y DESCARGA DE UN
CONDENSADOR
1. RESUMEN
Este experimento tiene como fin de la carga y descarga de un capacitor. A partir de un circuito RC estudiamos la variación de la tensión en la capacitor cuando éste se carga y se descarga. De los datos experimentales obtuvimos la constante de tiempo característica del circuito.
2. OBJETIVOS:
a. Identificar las propiedades y características de los condensadores eléctricos.
b. Conocer el proceso de carga y descarga de un condensador a través de una resistencia.
c. Hacer mediciones del voltaje en lapsos de tiempo para contrastar resultados de la teoría.
d. Reconocer por medios de graficas cual es la variación del voltaje a través del tiempo.
2.1 INTRODUCCION:
Analizamos el tema de capacitancia tomando como temas iniciales
diferencia de voltaje y corriente en circuito en serie llegamos a lograr cargar un condensador, de esta manera hacer un análisis experimental y teórico del tiempo de carga de un condensador, como también el tiempo de descarga de este. Para de esta forma llega a comparar datos y analizar el valor de capacitancia para un tiempo determinado, bajo un control
experimental.
En un circuito RC, conectado a una batería, a medida que pasa el tiempo se observa un aumento en la tensión del capacitor, mientras que la tensión en la resistencia disminuye. Esto es así porque el capacitor se va cargando y, una vez que se llega a su carga máxima, el circuito queda abierto.
MEDICIÓN DE CAPACITANCIA
En la actualidad, en los equipos de medición de capacitancia solamente requiere de conectar el dispositivo de bajo medición entre sus terminales y apretar un botón para que la lectura aparezca en un indicador, aunque también existe equipos de tipo analógico que requiere además manipular
algunas perillas y visualizar una pequeña aguja dentro de una escala graduada para llevar a balance un circuito puente y realizar la en base a multiplicadores y escalas en resolución.
2.2 . ASPECTOS EXPERIMENTALES
Para el desarrollo de ésta práctica de laboratorio se utilizaron los siguientes materiales: Fuente de corriente Voltímetro digital Resistencia Condensadores Cronómetro Cables de conexión Plaqueta de conexiones
a) Descripción del experimento:
Fijación de soporte universal en mesa de madera. Fijar pabilo en esfera plástica.
Fijar el terminal de pabilo en el brazo del soporte universal. Realizar medición de longitud del péndulo (distancia del brazo
del soporte universal hacia la esfera) en diferentes medidas establecidas.
Determinar el ángulo del péndulo, gracias a la regla de madera y tener mayor precisión en las operaciones.
Tomar lectura de los intervalos de tiempo, en las cinco
oscilaciones del péndulo simple (desde el inicio hasta el final).
2.3 . DATOS: TABLA N°O1. N° L(cm) t1 (s) t2 (s) t3 (s) T (s) 1 20 4,45 4,48 4,40 0,89 2 25 4,77 4,76 4,82 0,96 3 30 5,30 5,28 5,33 1,06 4 40 6,12 6,19 6,22 1,23
5 50 6,78 6,80 6,85 1,36 6 60 7,40 7,38 7,44 1,48 7 70 8,13 8,00 8,12 1,62 8 80 8,80 8,87 8,85 1,77 9 90 9,15 9,23 9,18 1,54 10 100 9,70 9,80 9,76 1,95 T= t1+t2+t3 15
Nota: el número total de oscilaciones en los tres intervalos de tiempo hace alusión al número 15.
Tabla N° 02.
Nota. Los datos obtenidos o calculados para x e y han sido aproximados a dos decimales solamente. N L(cm) T(s) Y=Ln(L) X=Ln(T) X*X=[Ln(T)]*[Ln(T)] X*Y=Ln(L)*Ln(T) 1 20 0.89 3.00 -0.12 0.01 -0.35 2 25 0.96 3.22 -0.04 0.00 -0.13 3 30 1.06 3.40 0.06 0.00 0.20 4 40 1.23 3.69 0.21 0.04 0.76 5 50 1.36 3.91 0.31 0.09 1.20 6 60 1.48 4.09 0.39 0.15 1.61 7 70 1.62 4.25 0.48 0.23 2.05 8 80 1.77 4.38 0.57 0.33 2.50 9 90 1.84 4.50 0.61 0.37 2.74 10 100 1.95 4.61 0.67 0.45 3.08 TOTAL 39.05 3.14 1.69 13.66
ANALISIS DE LOS DATOS. * MÉTODO GRÁFICO:
-a partir de la tabla n° 1 obtenemos una ecuación cuadrática, cuya gráfica es una parábola que no intersecta a ninguno de los ejes.
- en el caso de la tabla n° 2, aplicando Ln a los valores de la tabla n°1 (L y T) - Del gráfico obtenemos que:
∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑
A = 4.77 B = 1.98 K = 0.02 n = 1.98
CONCLUSIONES.
Al cargar un condensador identificamos que en los primeros segundos adquiere una carga rápidamente, sin embargo cuando adquiere una carga superior al 63% de la fuente va ganando carga pero de una manera muy lenta, esto se ve reflejado en la gráfica y por ello es el comportamiento asintótico que se evidencia.
Al descargar un condensador vemos que en los primeros segundos se descarga rápidamente, sin embargo pasado un tiempo la pérdida es más lenta
Al variar la resistencia identificamos que en la medida que la resistencia es más grande el tiempo de carga es mayor que cuando se utiliza una resistencia más pequeña. Porque es más fácil que fluya la corriente al condensador.
Los condensadores tienen una gran utilidad en tanto que permite almacenar carga y energía.
