Este informe describe un experimento para verificar la conservación de la carga eléctrica en un sistema aislado utilizando dos capacitores de diferentes capacitancias conectados en paralelo. Los resultados muestran que la carga aumenta y disminuye de forma exponencial al cerrar y abrir el circuito, respectivamente, confirmando el comportamiento característico de un circuito RC. El tiempo Tau calculado teóricamente y experimentalmente coincidió con un error menor al 4%.

1. INFORME DE PRÁCTICO Nº 2
Análisis de la carga
eléctrica en un
sistema con
capacitores
Profesor: Washington Meneses
Alumna: Karen Lucía Martínez
CeRP del norte
Marzo 2014-05-23 Segundo física

2. INTRODUCCIÓN
 Mediante el siguiente experimento se busca verificar la conservación de
la carga eléctrica en un sistema aislado, para ello se utilizan dos
capacitores de distintas capacitancias, y se provoca un pasaje de
corriente eléctrica, de manera relevante es también la utilización de
herramientas experimentales, tales como el buen manejo del voltímetro.
OBJETIVO
 Análisis de la carga eléctrica y la energía en el proceso de cargado de
un par de condensadores conectados en paralelo (sistema aislado).
MATERIALES
 Dos capacitores (1000 uf y 470 uf)
 Fuente C.C. (3-12V)
 Conductores
 Voltímetro
 Resistencia
 Multilab
PROCEDIMIENTO
1) Armado de dispositivo.
2) Carga del capacitor uno.
3) Toma de valores de voltaje.
4) Descarga del capacitor uno.
5) Conexión del segundo capacitor al circuito (en paralelo al primero).
6) Carga del capacitor uno.
7) Desconexión de la fuente y conexión al capacitor dos.
8) Toma de datos de voltaje.

3. Tablas realizadas:
Parte 1 del experimento: C₁ (1000µf) cargado.
t(s) V(V)
0 0
0,4 1,47
0,8 2,793
1,2 3,577
1,6 4,067
2 4,361
2,4 4,557
2,8 4,704
3,2 4,802
3,6 4,851
4 4,9
4,4 4,949
4,8 4,998
Parte 2 del experimento: C₁ (1000µf) cargado y conectado con C₂ (470 µf)
t(s) V(V)
0 4,998
0,4 2,107
0,8 0,833
1,2 0,343
1,6 0,196
2 0,098
2,4 0,049
Representación del
circuito en el
proceso de carga y
descarga y su
representación
gráfica. V:f(t)

4. Pero como lo que nos interesa es la relación entre carga y variación de
tiempo se realizaron nuevas tablas.
Ello con base en:
V
Q
C

1 Entonces VCQ  11
Tablas realizadas:
Parte 1 del experimento: C₁ (1000µf) cargado.
t (s) q (c )
0 0,00E+00
0,4 1,47E-03
0,8 2,79E-03
1,2 3,58E-03
1,6 4,07E-03
2 4,36E-03
2,4 4,56E-03
2,8 4,70E-03
3,2 4,80E-03
3,6 4,85E-03
4 4,90E-03
4,4 4,95E-03
4,8 5,00E-03
Parte 2 del experimento: C₁ (1000µf) cargado y conectado con C₂ (470 µf)
t (s) q (c )
0 7,35E-03
0,4 3,10E-03
0,8 1,22E-03
1,2 5,04E-04
1,6 2,88E-04
2 1,44E-04
2,4 7,20E-05

5. Representación gráfica del proceso de carga
En esta gráfica, si trazamos una asíntota al eje ox, con corte en
aproximadamente 0.005, y luego tomamos el valor del tiempo para el punto de
intersección entre esta asíntota y la tg en el tiempo donde comienza a cargarse
el capacitor, obtenemos experimentalmente el tiempo Tau.
Representación gráfica del proceso de descarga
En esta gráfica la recta tangente en color rojo, representa en su corte con el eje
𝑜𝑥⃗⃗⃗⃗ el tiempo ζ (tau).
Para ambos casos ζ= R·C, y el porcentaje de error no fue relevante.

6. Fundamento teórico:
Un capacitor es un dispositivo capaz de almacenar carga y energía
eléctrica, consiste en dos conductores (llamados placas) cargados con cargas
opuestas. Cuando hablamos de la carga que posee o almacena un capacitor,
no hacemos referencia a la carga neta, la cual es nula, sino a la carga de cada
placa.
Un capacitor se puede cargar fácilmente conectando cada placa a los
bornes de una fuente. El proceso de carga continúa hasta que la diferencia de
potencial ente las placas del capacitor es igual a la de la fuente.
La cantidad de carga eléctrica que puede almacenar un capacitor es
directamente proporcional a la diferencia de potencial entre sus placas: 𝑞 ∝ ∆𝑉.
Al cociente entre q y ΔV se lo denomina capacitancia del capacitor y
depende de la geometría de las placas, de la orientación de una respecto a la
otra y del material aislante que haya entre ellas. Es decir, que la capacitancia
es una característica propia del capacitor independiente de la diferencia de
potencial a la que esté conectado.
Definimos entonces la capacitancia de un capacitor como:
C=
𝑞
∆𝑉
y su unidad es el faradio (F).
El circuito eléctrico en paralelo es una conexión donde los puertos de
entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores,
etc.) conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida.
En función de los dispositivos conectados en paralelo, el valor total o
equivalente se obtiene con las siguientes expresiones, para condensadores:
Un circuito RC es un circuito compuesto de resistencias y condensadores
alimentados por una fuente eléctrica. Un circuito RC de primer orden está
compuesto de un resistor y un condensador y es la forma más simple de un
circuito RC.
Tiempo Tau
El tiempo de carga del circuito es proporcional a la magnitud de la
resistencia eléctrica R y la capacidad C del condensador. El producto de la
resistencia por la capacidad se llama constante de tiempo del circuito y tiene
un papel muy importante en el desempeño de este. .

7. La constante de tiempo es el tiempo necesario para que un capacitor
se cargue a un 63.2 % de la carga total (máximo voltaje) después de que una
fuente de corriente directa se haya conectado a un circuito RC.
CONCLUSIONES
Luego de tomados los datos, podemos apreciar que el valor de la carga tanto al
cerrar el circuito como al abrirlo, aumenta y disminuye respectivamente de forma
exponencial, verificando el comportamiento característico de un circuito RC.
Además logramos representar el tiempo Tau, o sea el tiempo en que cual el
capacitor alcanzaría un 63% aproximadamente de la tensión máxima, y entre los
valores calculados teórico y experimentalmente existió un margen de error cercano al
4%, lo cual no es muy significativo.
Lo mismo pasó en el proceso de descarga, cuando la fuente de voltaje se retira
del circuito RC y ha transcurrido un tiempo T, el voltaje en el capacitor pasó
aproximadamente de un 100% hasta un 36.8 % (se ha “perdido” un 63.2% de su valor
original).
BIBLIOGRAFÍA
 Bonda, Eduardo; Suárez, Álvaro; Vachetta, Marcelo. Electromagnetismo
Cuántica y Relatividad. Primera edición. Montevideo 2010, Ediciones el
Madrugo.
 Sitio web: wikipedia.