Laboratorio sobre Carga y Descarga de un Condensador

1. UNIVERSIDAD PRIVADA NORBERT WIENER
FACULTAD DE INGENIERÍA
LEY DE OHM
Laboratorio 3
FACULTAD: INGENIERÍA
CURSO:INFORME DE LABORATORIO DE FÍSICAII
DOCENTE:ELÍAS CATALÁN
CICLO: III
SECCIÓN:IS3M1
INTEGRANTES:
 AGUIRRE TINEO, CAROLA
 CARHUARUPAY ALARCÓN, JUAN CARLOS
 HUERTAS PÉREZ, CARLOS
 ROBLEDO RIVERA CÉSAR
 RODRÍGUEZ DULANTO, ELTON
2014 – I

2. CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR
RESUMEN:
Veremos cómo se comporta la corriente eléctrica con un condensador en distintos intervalos
de tiempo. Observaremos cómo se comporta el condensador cuando se carga y se descarga a
y desde un voltaje determinado por una fuente de poder, y con ayuda de los datos tomados
determinaremos la gráfica los puntos de carga y descarga.
Para el siguiente experimento se utilizó una placa para poder armar circuitos, la cual estaba
constituida por pequeños orificios unidos entre sí por una placa metálica que iba por debajo
de esta, en estos orificios se insertaban los elementos y conductores para que la corriente
pudiera fluir.
También a la placa le conectamos una fuente de poder (la cual cargaría a él condensador),
una resistencias mayores de 2500 Ohms v, y un condensador de 330 uF y 16 Volts.
La fuente de poder entregaba una cantidad de energía constante. Para medir los tiempos
empleamos un cronometró, y para poder medir cuanto se había cargado o descargado el
condensador se utilizó un voltímetro, el cual marcaba los diferentes voltajes que presentaba
el condensador, ya sea cargando o descargando.

3. 1. INTRODUCCIÓN
El condensador es un elemento empleado en todo tipo de circuitos eléctricos para almacenar
temporalmente carga eléctrica. Está formado por dos conductores (frecuentemente dos
películas metálicas) separados entre sí por un material dieléctrico. Cuando aplicamos una
diferencia de potencial Δ V entre ambos un conductor adquiere una carga +Q y el otro −Q de
modo que
𝑄 = 𝐶 𝛥𝑉
Donde C es la capacidad del condensador. Esta última representa la carga eléctrica que es
capaz de almacenar el condensador por unidad de voltaje y se mide en faradios (1 Faradio =
1 Culombio / 1 Voltio).
En la práctica emplearemos el circuito que está montado en la base de metacrilato de la
Fig. 1a. Su esquema se encuentra en la Fig. 1b donde el interruptor S tiene tres posiciones;
neutro (vertical), carga y descarga. Este interruptor permite seleccionar dos de los circuitos
que se emplean en la práctica.
1.1.- Proceso de carga.
Inicialmente el condensador ha de encontrarse descargado. Para asegurar su descarga, basta
conectar antes de empezar un cable entres sus dos bornes. Como muestra la Figura 2a, al
pasar el interruptor S a la posición A, la fuente de alimentación con un voltaje V o se conecta,
de modo que circula una corriente i (t ) a través de la resistencia R1 .
2. MARCO TEÓRICO
FUNDAMENTO TEÓRICO
Si en un tiempo t se transfiere una carga q’(t) de una placa a otra, la ddp en este instante de
tiempo será:
𝑉( 𝑡) =
𝑞(𝑡)
𝐶
La transferencia de una carga extra de que, requiere un trabajo extra que vendrá dado por:
𝑑𝑊 = 𝑉( 𝑡) 𝑑𝑞 =
𝑞
𝐶
𝑑𝑞
El proceso termina cuando toda la carga ha sido transferida y el sistema queda en equilibrio.
El trabajo desarrollado en este proceso será:
𝑊 = ∫ 𝑑𝑊 = ∫
𝑞
𝐶
𝑞
0
𝑑𝑞

4. 3. OBJETIVOS
 GENERALES
 Encontrar la relación existente entre la carga del condensador y la descarga del
condensador con respecto al tiempo, el comportamiento que experimenta el
condensador con respecto a la carga y descarga de voltaje durante el tiempo.
 ESPECIFICOS
 Determinar el voltaje en un capacitor que se carga y descarga en un circuito de serie
paralela.
 Determinar el tiempo en que el capacitador alcanza su máxima carga.
 La relación existente que hay entre la carga y la descarga de un condensador.
4. EQUIPOS Y MATERIALES:
- Una (01) resistencias con carga mayor.
- Un (01) multímetro.
- Un (01) condensador.
- Un (01) protoboard.
- Una (01) fuente de poder.
- Un (01) amperímetro.
 CARACTERISTICAS DE LOS EQUIPOS Y MATERIALES
•PROTOBOARD: El "protoboard","breadboard" (en inglés)o "placa board" es un tablero
con orificios conectados eléctricamente entre sí, habitualmente siguiendo patrones de líneas,
en el cual se pueden insertar componentes eléctricos y cables para el armado y prototipo de
circuitos electrónicos y sistemas similares. Está hecho de dos materiales, un aislante,
generalmente un plástico, y un conductor que conecta los diversos orificios entre sí. Uno de
sus usos principales es la creación y comprobación de prototipos de circuitos electrónicos
antes de llegar a la impresión mecánica del circuito en sistemas de producción comercial.

5. •MULTÍMETRO: Un multímetro, también denominado polímetro, tester o multitester, es
un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como
corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las
medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida
cada una. Los hay análogos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función
es la misma (con alguna variante añadida).
•RESISTENCIAS: Se denomina resistor o bien resistencia al componente eléctrico
diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito.
En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente como resistencias. En
otros casos, como en las planchas, calentadores, etc. Se emplean resistencias para producir
calor aprovechando el efecto joule.
 CONDENSADOR: Se denomina condensador al dispositivo formado por dos placas
conductoras cuyas cargas son iguales pero de signo opuesto. Básicamente es un dispositivo
que almacena energía en forma de campo eléctrico. Al conectar las placas a una batería, estas
se cargan y esta carga es proporcional a la diferencia de potencial aplicada, siendo la
constante de proporcionalidad la capacitancia: el condensador.

6.  AMPERÍMETRO: Un amperímetro es un instrumento que se utiliza para medir la
intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. Un micro amperímetro
está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio.
5. PROCEDIMIENTO:
Proceso de carga:
 Montar el circuito con el condensador y la resistencia en su respectivo lugar
 Comprobar por la lectura del voltímetro que el condensador está
completamente descargado.
 Encender el alimentador, leer simultáneamente los resultados del multímetro
desde el t=0.07 (un alumno se ocupara de cada instrumento). Anotar los
resultados del proceso de carga del condensador con un intervalo de cada 5 s
a partir del t=0.07.
 Se espera hasta que el potencial en el condensador permanezca constante, y
se anota dicho valor. Este valor corresponde al Vmax de saturación de la
subida.
Proceso de descarga:
 Se desconecta la fuente de alimentación y empieza la cronometracion, manteniendo
el circuito abierto, el condensador se descarga solo a través de la resistencia y se toma
el valor del voltaje con el multímetro hasta que llegue a 0.07.

7.  DATOS EXPERIMENTALES:
1. Calculamos el valor de la resistencia depende a sus colores.
2. Apuntamos los datos encontrados y verificamos con lo encontrado con el multímetro.
6. RESULTADOS
RESISTENCIA
RESISTENCIA
CODIFICADA
RESISTENCIA
MEDIDA
Naranja, Blanco , Marrón
, Morado
409.5Ω - 370.5Ω 385Ω
DESCARGA
TIEMPO VOLTAJE
0 11.33
5 10.5
10 8.9
15 6.9
20 5.3
25 4
30 3.1
35 2.6
40 2.1
45 1.8
50 1.6
55 1.2
60 0.7
CARGA
TIEMPO VOLTAJE
0 0.7
5 1.19
10 1.9
15 3.1
20 4.2
25 5.3
30 6.9
35 7.6
40 8.3
45 9.9
50 10.5
55 11.34
60 11.33

8. 0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40 50 60 70
VOLTAJE
TIEMPO
DESCARGA DE UN CONDENSADOR
0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40 50 60 70
VOLTAJE
TIEMPO
CARGA DE UN CONDENSADOR
Series1

9. 7. OBSERVACIONES
 Al colocar las resistencias debemos de usar clips de resortes del
protobard sin tener que doblar las resistencias.
8. CONCLUSIONES
 A través del siguiente trabajo nos pudimos dar cuenta sobre ciertas cosas, por ejemplo
que la relación que hay entre el tiempo con la carga del condensador, es un tipo de
relación directa lo cual mientras mayor es el tiempo mayor es la carga que va a tener
el condensador.
 Por otro lado la relación que tiene la descarga del condensador con respecto al tiempo
es una relación indirecta, a medida que transcurre más tiempo, la carga del
condensador es menor.

10.  Con respecto a los gráficos en el de descarga se puede ver que en el inicio de las
mediciones las diferencias de voltaje de descarga eran mayores con respecto a los
intervalos de descarga finales, la diferencia de voltaje mientras avanza el tiempo,
disminuyen los intervalos de descarga. Lo que nos lleva a tener una curva logarítmica.
 Con respecto a la carga del condensador en el inicio, la diferencia de carga de un
intervalo de voltaje es mayor mientras avanza el tiempo a que cuando nos acercamos
al límite de la carga máxima del condensador, lo que nos lleva a tener una curva con
forma exponencial, o logarítmica, pero con el signo contrario.
9. RECOMENDACIONES
 Si se quiere tener mayor veracidad de los resultados del experimento, se
deben utilizar resistores nuevos, aunque los usados no afectan en gran
medida los resultados.
 Realizar cada una de las prácticas en el laboratorio con las diferentes
seguridades para la persona, así como también el cuidado de los aparatos
electrónicos.
10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 F. Cussó, C. López y R. Villar “Física de los procesos biológicos”. Ariel Ciencia
(2004).
 C.C Darío, O.B. Antalcides. “física II” Ediciones Uninorte.2008.
 SEARS, Francis W, Zemasnky, Mark W., Young, Hugh D.,Freedman, Roger A.,
“Física Universitaria con física moderna”. Vol 2.2005