IV SES LUN 15 TUTO CUIDO MI MENTE CUIDANDO MI CUERPO YESSENIA 933623393 NUEV...
Carga y descarga de un capacitor
1. CARGA Y DESCARGA DE UN CAPACITOR
Caicedo. Bermudez. C. A; Cortes. J. S; Lenis C. O; Melo. A. V
1. INTRODUCCIÓN
En la figura de la derecha se muestra un circuito en
RC donde posteriormente el capacitor se encuentra
descargado. Cuando se cierra el interruptor comienza
a haber un flujo de carga que se dirige desde la
fuente, la resistencia y luego a la placa superior del
capacitor siendo este un flujo positivo, demás en el
mismo instante se dirige un flujo negativo desde la
fuente hasta la placa inferior del. Debido a esto las
placas del capacitor. Debido a esto las placas adquieren una carga de la misma magnitud
hasta que este se encuentre a la misma diferencia de potencial que la fuente. Este
proceso de carga depende de un tiempo que depende directamente de la resistencia del
resistor y de la capacitancia del condensador o capacitor.
Ahora se encuentra el capacitor cargado inicialmente
donde el interruptor se encuentra abierto. Se cierra el
interruptor y el condensador comienza a descargarse
hasta que llega a un punto de equilibrio y queda
completamente descargado, dependiendo también de
un tiempo que depende de la resistencia y del
capacitor.
2. OBJETIVOS
Objetivo General
Identificar las propiedades de un capacitor y de un resistor en práctica.
Objetivos Específicos
Aplicar las leyes de ohm y Kirchhoff
Conocer el proceso de carga y descarga de un capacitor.
Colocar en práctica el funcionamiento de un circuito RC.
2. 3. PROCESO EXPERIMENTAL
3.1 Materiales
Fuente de poder.
Multímetro.
Cronómetro.
Condensador de
Resistencias de ( ).
Condensador ( )
Protoboard.
Interruptor y Cables de Conexión.
Software – Proteus ISIS.
Cámara de video.
3.2 Montaje: La carga y descargar se realizará mediante el siguiente circuito:
3.3Carga del capacitor
Para iniciar con el proceso de la carga, se conectó la fuente con un voltaje de y
además el interruptor abierto. Se conectó al amperímetro en serie junto a la resistencia R2
y también el Voltímetro en la resistencia R3, así se lograra saber en qué momento el
resistor R3 alcanza su máximo potencial que es precisamente el momento en que el
capacitor se encuentra cargado completamente.
3. Antes de iniciar con el proceso, se debe conocer el voltaje que alcanza R3 cuando el
capacitor se encuentre cargado. En el montaje se nota que las resistencias R2 y R3 se
encuentran en paralelo, así que se encuentran a la misma diferencia de potencial. Otra
cosa que se debe tener en cuenta es que al estar el capacitor completamente cargado,
este deja de ser un conductor y así no permite el paso de corriente a través de R3, por lo
cual la corriente quedara en estado estable a través de las resistencias R1 y R2 cuando el
capacitor se encuentra en su límite máximo de carga. Así que se utiliza ley de Ohm para
hallar la corriente en estado estable:
Al conocerse la corriente que circula a través de R2, se puede calcular la diferencia de
potencial y hallar la diferencia de potencial en R3
De momento se sabe el voltaje pasa por la resistencia R3 y el capacitor, con lo que
podremos calcular el límite de carga máxima que puede almacenar el capacitor.
Por tanto se deben contabilizar o tener los datos desde que se cierra el interruptor, hasta
que el voltaje llegue al debido. Se debe tener en cuenta que el voltaje inicialmente con el
se trabajara el proceso es de cero un voltaje inicial cero y el final es el anterior mente
calculado.
Para que el experimento se llevara a cabo correctamente y lograr evitar posibles errores,
se utilizó una cámara de video y se grabó el tiempo en que variaba la corriente y el voltaje
para lograr la carga del capacitor, además para comprobar que los datos teóricos fueran
correctos con respecto de un tiempo, se utilizó el software o programa simulador de
circuitos proteus ISIS. Se cierra el interruptor he inmediatamente se empieza a tomar
datos de tiempo con corriente y tiempo hasta que se cargue el interruptor. En este
procese se utilizó una cámara de video para evitar posibles errores en el cálculo de datos
y también se utilizó el Software Proteus ISIS para verificar algunos datos y realizar un
comparación con los datos experimentales.
3.4Descarga del capacitor
Ahora que se encuentra el circuito completamente cargado, se debe abrir el interruptor
para que la fuente quede por fuera del circuito. Al hacer este proceso también queda por
4. fuera la resistencia R1 y de inmediatamente el capacitor se empieza a descargar, ya que
por parte de este nuevo circuito que se forma siguen conectadas las resistencias R2 y R3
permite que haya una pérdida de potencial de la “fuente” (capacitor). Ahora en este
proceso se captan datos desde que se abre el interruptor hasta que el voltímetro marque
el mínimo potencial, que sería cero.
En este proceso también se utilizó la cámara de video y el software Proteus ISIS para
disminuir el margen de error.
Cálculo de la corriente por unidad de tiempo:
( ) = resistencia equivalente
Pero ya que las resistencias no varían con el tiempo y se tiene el potencial en cada
ínstate de tiempo se puede aplicar simplemente
Al obtener estos resultados se empezara por calcular la carga adquirida por el capacitor
por unidad de tiempo, utilizando leyes de Kirchhoff:
( ) ( ) = resistencia equivalente
O también se puede usar debido a que tenemos el voltaje en cada instante de
tiempo.
Con la carga calculada teórica y experimental mente podremos calcular si existe o
no errores mediante este proceso realizado.
4. RESULTADOS
Corriente en estado estable:
Voltaje para carga:
( )( )
Carga máxima de capacitor:
( )( )
5. Así la carga máxima será de . El perímetro y voltímetro debería quedar así
después de que está cargado con el interruptor cerrado:
Datos de la carga del condensador
Valores Teóricos
Tiempo Voltaje R3 Corriente R2
Segundos
0 0 0
1,05 1,46 0,15
2,75 1,82 0,18
5 2,22 0,22
8,3 2,66 0,26
12,1 2,97 0,30
15,05 3,15 0,31
19,3 3,32 0,33
24,1 3,43 0,34
29,3 3,51 0,35
35,05 3,55 0,36
42,7 3,58 0,36
46,25 3,59 0,36
56,05 3,6 0,36