1. UNIVERSIDAD ANTONIO RUIZ
DE MONTOYA
INTEGRANTES:
- Rosario Ines Lujan Espinoza
- Veronica Flores Coaquira
- Juan Alberto Contreras Vivanco
- Erick Cusi Canahualpa
2023
2. 1
INDICE
Tabla de contenido
I. Introducción...................................................................................................................................... 2
II. Objetivos............................................................................................................................................ 3
III. Marco teórico....................................................................................Error! Bookmark not defined.
IV. Equipos y materiales.......................................................................................................................... 6
V. Procedimientos....................................................................................Error! Bookmark not defined.
VI. Análisis de datos................................................................................Error! Bookmark not defined.
VII. Recomendaciones. .......................................................................................................................... 11
VIII. Discusiones..................................................................................................................................... 12
IX. Conclusiones..................................................................................................................................... 12
X. Referencia bibliográfica .................................................................................................................... 13
3. 2
I. Introducción
Los circuitos eléctricos actualmente son muy usados en diferentes campos, como la electrónica o
universidades, para abordar la comprensión de ciertos factores relacionados con ello, como los
resistores o capacitadores, entre otros, la dificultad de estos circuitos puede variar según la
institución o las personas que lo empleen. Es decir, es muy importante comprender el uso de estos
circuitos eléctricos, porque hoy en día estamos rodeados de diferentes artefactos que usan
circuitos eléctricos.
Existe una gran variedad de circuitos eléctricos, pero en el presente informe, solo hablaremos de
los circuitos, RC y RLC, porque es necesario para nuestro informe de laboratorio. El circuito RC
(resistencia - capacitancia), es un circuito que por su mismo nombre contiene una resistencia y
un capacitor, mientras que el circuito RLC, es como el circuito RC, pero se diferencia en que a
este se le agrega una bobina. Estos componentes introducen una variedad de propiedades
interesantes como la carga y descarga de condensadores o capacitores. Entender cómo funcionan
estos circuitos, es muy importante para el diseño y análisis de sistemas más complejos.
Es importante aclarar que nuestra sección solo pudo desarrollar el experimento con el circuito
RC y no pudo desarrollar el experimento con el circuito RLC, por motivos de tiempo y cantidad
de grupos, pero, de igual forma, explicaremos más adelante en el marco teórico sobre el circuito
RLC.
En este experimento, abordaremos los principios teóricos detrás de los circuitos RC y RLC, pero
en el caso del circuito RC, se contará con un resultado teórico y experimental, para analizar de
manera profunda y en el caso del circuito RLC, se abordará información teórica. Analizaremos
cómo la resistencia y el capacitador, influye sobre las ondas generadas por la corriente.
El objetivo principal de este experimento es proporcionar una sólida comprensión de los circuitos
RC y RLC, su comportamiento y sus aplicaciones prácticas. Estas habilidades son esenciales para
cualquier ingeniero o técnico que trabaje en el campo de la electrónica y la ingeniería eléctrica.
A través de este análisis, esperamos enriquecer nuestro conocimiento en el diseño y análisis de
4. 3
circuitos eléctricos y electrónicos, lo que a su vez contribuirá al avance de la tecnología en
diversas áreas de aplicación
II. Objetivos
El análisis de circuitos RC (resistencia-capacitancia) se lleva a cabo con varios objetivos en
mente, dependiendo de la aplicación específica y de la pregunta que se pretende responder.
Algunos de los objetivos típicos de este tipo de análisis son:
El objetivo es estudiar el comportamiento transitorio de un circuito RC, incluyendo las
fases de carga y descarga del capacitor.
Saber a interpretar la carga de los condensadores mediante el voltímetro
Obtener destreza en el armado de circuitos simples sobre un protoboard más con los
condensadores
Determinar las respuestas en frecuencia
III. Marco teórico
Un circuito RC es un tipo de circuito eléctrico que consta de dos componentes principales: una
resistencia (R) y un condensador (C). Estos componentes están conectados en serie o en paralelo
y se utilizan en una variedad de aplicaciones.
1. Resistencia (R): La resistencia es un componente pasivo que limita el flujo de corriente
eléctrica en el circuito. Su unidad de medida es el ohmio (Ω). La resistencia en un circuito RC
determina la velocidad a la que el condensador se carga o descarga y, por lo tanto, afecta la
respuesta temporal del circuito.
2. Condensador (C): El condensador es otro componente pasivo que almacena carga eléctrica. Su
unidad de medida es el faradio (F). En un circuito RC, el condensador puede acumular carga y
liberarla con el tiempo, lo que lo hace útil en aplicaciones de filtrado, temporización y retardo de
señales.
5. 4
3. Carga y Descarga del Condensador o Capacitor: En un circuito RC, cuando se aplica una fuente
de voltaje a través de la resistencia y el condensador, el condensador se carga gradualmente hasta
alcanzar la tensión de la fuente. Cuando se desconecta la fuente, el condensador se descarga a
través de la resistencia. El tiempo que tarda en cargarse o descargarse depende de la constante de
tiempo del circuito, que se calcula como el producto de la resistencia y la capacitancia (τ = R
C).
4. Respuesta en Frecuencia: Los circuitos RC tienen una respuesta en frecuencia específica. Son
buenos para atenuar señales de alta frecuencia en aplicaciones de filtrado de paso bajo y para
mantener señales de baja frecuencia en aplicaciones de paso alto.
5. Aplicaciones: Los circuitos RC se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo
temporizadores, osciladores, circuitos de retardo, circuitos de filtrado de señales y corrección del
factor de potencia.
Los circuitos RC se emplean en electrónica, ingeniería eléctrica y diversas áreas de la tecnología
debido a su versatilidad y capacidad para controlar la temporización, la respuesta temporal y la
manipulación de señales eléctricas. La elección de si se utiliza en serie o en paralelo, y los valores
específicos de la resistencia y la capacitancia, dependen de la aplicación y los objetivos del
circuito.
Un circuito RLC es un tipo de circuito eléctrico que consta de tres componentes principales: una
resistencia (R), una inductancia (L) y un condensador (C). Estos componentes pueden estar
conectados en serie o en paralelo y se utilizan en una variedad de aplicaciones en electrónica,
ingeniería eléctrica y comunicaciones.
6. 5
1. Resistencia (R): La resistencia es un componente pasivo que limita el flujo de corriente
eléctrica en el circuito. Su unidad de medida es el ohmio (Ω). La resistencia en un circuito RLC
representa la pérdida de energía en forma de calor.
2. Inductancia (L): La inductancia es otro componente pasivo que se opone a los cambios en la
corriente eléctrica. Su unidad de medida es el henrio (H). La inductancia en un circuito RLC se
debe a la presencia de una bobina y puede almacenar energía magnética.
3. Condensador (C): El condensador es un componente que almacena carga eléctrica en forma de
campo eléctrico. Su unidad de medida es el faradio (F). En un circuito RLC, el condensador puede
almacenar energía eléctrica.
4. Resonancia: Uno de los conceptos clave en los circuitos RLC es la resonancia. Cuando la
frecuencia de la fuente de voltaje aplicada coincide con la frecuencia de resonancia del circuito,
la corriente y la tensión en el circuito alcanzan valores máximos. Esto se utiliza en aplicaciones
como circuitos sintonizados en radios.
5. Respuesta en Frecuencia: Los circuitos RLC tienen una respuesta en frecuencia que depende
de la frecuencia de la fuente y los valores de los componentes. Pueden ser utilizados para filtrar
señales, sintonizar receptores y otras aplicaciones de procesamiento de señales.
6. Amortiguamiento: La presencia de la resistencia en el circuito RLC determina el grado de
amortiguamiento del sistema. Puede haber circuitos subamortiguados, sobreamortiguados o
críticamente amortiguados, dependiendo de los valores de los componentes.
7. Aplicaciones: Los circuitos RLC se utilizan en aplicaciones que requieren filtrado selectivo,
sintonización de frecuencias, regulación de voltaje y supresión de transitorios, entre otras. Son
comunes en sistemas de comunicación, circuitos de control y electrónica en general.
La elección de si se utiliza en serie o en paralelo, así como los valores específicos de resistencia,
inductancia y capacitancia, dependen de la aplicación y los objetivos del circuito RLC. Estos
circuitos son fundamentales en electrónica y electricidad debido a su capacidad para manipular
señales eléctricas y controlar la respuesta en frecuencia de los sistemas.
7. 6
Por otra parte, es importante señalar la función del condensador o capacitor, que básicamente es
almacenar carga eléctrica, de igual forma, señalamos las diferentes formas en las que se presentan
los capacitores, como, los capacitores electrolíticos y capacitores no electrolíticos.
Los capacitores, ya sean electrolíticos o no electrolíticos, son componentes eléctricos utilizados
para almacenar carga eléctrica y liberarla en un circuito cuando es necesario. En resumen, la
elección entre capacitores electrolíticos y no electrolíticos depende de la aplicación específica y
las necesidades del circuito. Los capacitores electrolíticos son ideales para aplicaciones de alta
capacitancia, mientras que los capacitores no electrolíticos son versátiles y se utilizan en una
amplia gama de aplicaciones.
IV. Equipos y materiales
-Osciloscopio
Un osciloscopio es un instrumento de visualización
electrónico para la representación gráfica de señales
eléctricas que pueden variar en el tiempo.
-Generador de funciones
Un generador de funciones, también conocido como
generador de señales o generador de formas de onda,
es un dispositivo electrónico utilizado para generar
señales eléctricas de forma controlada y predefinida en
8. 7
términos de frecuencia, amplitud, forma de onda y otras características.
-Condensadores
Se conoce como un condensador o un capacitor en la
cual se utiliza para almacenar energía (carga eléctrica)
en un campo eléctrico interno. Es un componente
electrónico pasivo y su uso es frecuente tanto en
circuitos electrónicos, como en los analógicos y
digitales.
-Resistencias
Las resistencias son componentes electrónicos diseñados para
limitar o controlar el flujo de corriente eléctrica en un circuito.
Su función principal es proporcionar una resistencia específica
al paso de la corriente, lo que puede ser útil en varias
aplicaciones en electrónica y electricidad.
-Protoboard
Un protoboard es una herramienta utilizada en electrónica para crear
prototipos temporales de circuitos electrónicos. Consiste en una base de
plástico con orificios y contactos metálicos organizados en filas y
columnas, permitiendo la inserción y conexión sencilla de componentes
electrónicos como resistencias, transistores y cables. Esta herramienta
facilita la construcción y prueba de circuitos sin necesidad de soldadura
y es ampliamente utilizada en experimentación y desarrollo de proyectos electrónicos.
9. 8
-Cables
Un cable eléctrico es un componente diseñado para llevar energía
eléctrica de un lugar a otro. Su diseño y configuración varían según su
aplicación y deben cumplir con normativas nacionales e internacionales.
Los cables se utilizan para transmitir energía eléctrica y se adaptan a
diferentes necesidades y regulaciones.
-VOLTÍMETRO
Un voltímetro es un instrumento de medición eléctrica que se utiliza para medir
la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos en un circuito eléctrico. En
otras palabras, mide el voltaje o la tensión eléctrica en un circuito. Los
voltímetros están diseñados para ser conectados en paralelo a la parte del
circuito donde se desea realizar la medición. En la cual el voltaje es una medida
importante en la electricidad, ya que indica la fuerza o presión con la que la
corriente eléctrica fluye a través de un conductor.
-CABLES DE CONEXIÓN
Los cables de conexión son herramientas fundamentales que
facilitan la transmisión de señales eléctricas, la recopilación de
datos, el suministro de energía y la comunicación entre
dispositivos y equipos utilizados en investigaciones científicas,
experimentos y mediciones. Su uso adecuado y su calidad son
cruciales para obtener resultados precisos y seguros en el entorno
de laboratorio.
V.- Procedimientos.
1.- Se realiza el registro de datos en la que identificaremos los capacitores y el valor que estos
poseen, tanto experimental como teórico, para luego realizar la comparación entre ambos
valores:
10. 9
1) CUADRO: TEORICO
2) CUADRO: TEORICO
3)
COMPARAMOS AMBOS VALORES: TEORICOS Y EXPERIMENTALES
COMPARAMOS VALORES TEORICOS Y EXPERIMENTALES
2)Se observa discrepancia en ambos valores
3)Se observa discrepancia en ambos valores
4)Ambos valores son iguales
4) De la misma forma, registral el valor teórico del resistidor:
2.- Continuando con el proceso, hallaremos “t” (tao teórico), multiplicando la capacitancia por
la resistencia:
11. 10
Primer valor= (color verde)
(resistencia)
(1 ∗ 10−9
F) *(1000Ω) =1 ∗ 10−6
𝑡
Segundo valor (color marrón)
(resistencia)
(1 ∗ 10−8
F) *(1000Ω) =1 ∗ 10−5
t
Tercer valor (color negro)
(resistencia)
(1 ∗ 10−7
F) *(1000Ω) =1 ∗ 10−4
𝑡
Cuarto valor (color anaranjado)
(resistencia)
(1 ∗ 10−11
F) *(1000Ω) =1 ∗ 10−8
𝑡
VI. Análisis de datos
1. ¿Cuál es el significado de la constante 𝜏?
El termino RC recibe el nombre de constante de tiempo, o tiempo de relajación, de
circuito, y se denota por t:
T=RC
“cuando t es pequeña, el capacitor se carga con rapidez; cuando es grande, el proceso de
carga toma más tiempo” (Sears, Semansky, p, 898.). Es decir, si la resistencia es
pequeña, es más fácil que fluya la corriente y el capacitor sea más rápido.
2. Haga un análisis de las gráficas conseguidas con el osciloscopio y generador de
funciones.
Para realizar el análisis de datos, utilizaremos el capacitador verde con el valor teórico de la
resistencia, para luego compararlo con el valor experimental que obtendremos en el análisis del
osciloscopio.
ANALIS TEORICO (1 ∗ 10−9
F) *(1000Ω) =1 ∗ 10−6
𝑡
ANALIS EXPERIMENTAL t=12,4 microsegundos
R: resistencia
C: capacitancia
12. 11
Si observamos el grafico, las asíntotas verticales representan a la variación de t
que tiene como valor de 12,48us. Para ello, si comparamos cada capacitor, se
llega a la conclusión de que el capacitor de cuarto valor (color anaranjado) es el
que más fácil y fluye con una rapidez máxima que las demás. Por otro lado, es el
capacitor con menos rapidez en fluir la corriente es del primer valor (color
verde).
3. Describa el proceso de carga y descarga del condensador usado en esta experiencia.
En el proceso de descarga usado en esta experiencia fue de la siguiente manera:
Se evalúa en la variación de t, es decir en la imagen que se muestra nos sirve para que al
momento de hallar los puntos que se desean hallar en osciloscopio sean bien ubicados y
tomados como se muestra. Cabe recalcar que primero se encuentra de forma horizontal en la
que refleja la amplitud, pero se tendrá que invertir a paralelo para poder tomar el voltaje o la
tensión. Ello servirá para poder tomar la variación del tiempo y ver que coincidan cuando la
gráfica este en descarga desde el punto máximo hasta el punto mínimo como se muestra la
imagen, para ello tomar la altura y dividirlo entre la tercera parte lo cual servirá para ubicar
el segundo punto de la descarga, lo que coincide será la variación del tao.
VII. Recomendaciones.
Manipulación de equipos: Aprende a manejar correctamente los instrumentos de
medición, como resistencias, capacitores, multímetros y fuentes de alimentación.
Asegúrate de que los equipos estén en buen estado y calibrados.
Se recomienda que cada grupo trabaje con sus propios materiales sin necesidad de estar
prestando, para poder realizar la experiencia completa
13. 12
Simulación por Computadora: Una recomendación para mejorar la visualización de la
carga y descarga del condensador es utilizar software de simulación de circuitos en una
computadora. Esto facilita la visualización y el análisis de los circuitos, como además
nos ahorraríamos tiempo para el siguiente proyecto ya que por falta de tiempo no
llegamos hacer el otro proyecto.
VIII. Discusiones.
La discusión podría centrarse en cómo varía la respuesta del circuito RC al cambiar el
valor de la constante de tiempo (𝜏). Cuando 𝜏 es pequeño, el circuito responde más
rápidamente a los cambios en la señal de entrada, mientras que un valor grande de 𝜏
resulta en una respuesta más lenta. Esto puede tener aplicaciones prácticas en la elección
de componentes para filtros y circuitos temporizadores.
De acuerdo a los resultados obtenidos, pudimos discutir sobre los factores que influyen
en la velocidad de carga y descarga de un circuito eléctrico, en este caso, de un circuito
RC, pudimos decir que los factores que influyen, son la resistencia con la que se trabaja,
el capacitor y el voltaje de alimentación, está discusión, se dio por medio de la
comparación de trabajos con otros grupos, debido a que no trabajamos con los mismos
valores de resistores y capacitores.
Comportamiento Transitorio: Otra discusión que se observó en el laboratorio fue al
momento de visualizar el momento de carga y descarga del condensador y como también
como varia en el tiempo
IX. Conclusiones.
Este experimento nos ha permitido comprender mejor el comportamiento de circuitos RC
y RLC en términos de respuesta transitoria y frecuencial. Hemos aprendido a calcular
constantes de tiempo, observar curvas exponenciales y apreciar cómo los componentes
afectan la respuesta del circuito.
14. 13
X. Referencia bibliográfica
Chancon B. (s.f) Circuitos eléctricos. Recuperado de
https://circuitos0.webnode.mx/sobre-nosotros/
Moebs, W., Ling, S. J., & Sanny, J. (2021, noviembre 17). 7.5 Superficies Equipotenciales y
Conductores. Física universitaria volumen 2; OpenStax.
https://openstax.org/books/f%C3%ADsica-universitaria-volumen-2/pages/7-5-
Laboratorio de Física, I. I. Circuitos RC y RLC. Recuperado de:
https://materias.df.uba.ar/f2qa2016v/files/2016/01/Guia_05_RC_y_RLC.pdf
Juárez, A. R. R. Circuito RC en serie. Recuperado de:
https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/63362675/Circuito_RC20200519-68677-1h6hktg-
libre.
