Carga Y Descarga De Un Condensador

CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR: CIRCUITO RC

Lina Rueda, Mónica Garzón, Katherine Marín

Departamento de Física, Universidad del Valle

20 de septiembre de 2012

Resumen. Se realizará el análisis correspondiente a la carga y descarga de un condensador, observando su comportamiento cuando por pasa una corriente a través de un circuito sencillo. Por medio de graficas, determinaremos detalladamente los puntos de carga y descarga, además de comparar los valores teóricos y experimentales, con los que se establecerán un porcentaje de error y se analizará éste mismo.

INTRODUCCIÓN

Un capacitor es un dispositivo que al aplicársele una fuente de alimentación de corriente continua se comporta de una manera específica. Siendo este un dispositivo que almacena energía eléctrica. Por otro lado, un circuito RC es un circuito con un condensador y una resistencia.

Proceso de carga:

Cuando un interruptor se cierra, la corriente aumenta a su valor máximo, y poco a poco esta corriente va disminuyendo hasta tener un valor de cero. El voltaje en el capacitor no varía instantáneamente y sube desde 0 voltios hasta el valor de la fuente de corriente directa conectado en serie.

El tiempo que se tarda el voltaje en el condensador en pasar de 0 voltios hasta el 63% del voltaje de la fuente está dato por la fórmula:

T = RxC. (1)

Los valores de v(t) se pueden obtener utilizando la siguiente fórmula:

V (t) = E (1 – e- t/T ) (2)

Proceso de descarga:

Un condensador / capacitor en un circuito RC en serie no se descarga inmediatamente cuando es desconectada de una fuente de alimentación de corriente directa.

Cuando el interruptor pasa de una posición a otra, el voltaje en el condensador empieza a descender desde Vo (voltaje inicial en el condensador) hasta tener 0 voltios.

La corriente tendrá un valor máximo inicial de Vo/R y la disminuirá hasta llegar a 0 amperios.

La corriente que pasa por la resistencia y el condensador es la misma, ya que es un circuito en serie.

En el proceso de descarga, la constante de tiempo del circuito, RC, representa el tiempo que tarda el condensador en reducir su carga a un 37% de su valor inicial, esto es en perder el 63% de su carga. [1]

Los valores de v(t) se pueden obtener utilizando la siguiente fórmula:

V (t) = Vo e- t/T (3)

El objetivo fundamental del presente laboratorio, es estudiar el comportamiento de la diferencia de potencial en el circuito RC como función del tiempo, además de obtener un valor experimental de tiempo característico de un circuito RC.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Para estudiar la carga y descarga de un condensador, se utilizo un multímetro con una carga de 10V, y se conecto a dos terminales para observar el tiempo y la caída del potencial en el capacitor. Como se observa en la figura (1).

Fig. 1. Montaje experimental

Para llevar a cabo el proceso de carga y descarga, se tomaron como mínimo 30 datos para cada uno.

Tabla 1. Datos del voltaje al variar el tiempo durante la carga.

voltaje (V) tiempo (s)

1.0 5

1.8 10

2.5 15

3.3 20

3.7 25

4.7 35

5.5 45

6.1 55

6.7 65

7.1 75

7.4 85

7.9 105

8.2 125

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