Circuito RC

OBJETIVOS

Estudiar los aspectos básicos del circuito RC.

Observar los procesos de carga y descarga de un capacitor a través de un resistor.

Obtener los gráficos de descarga tanto de corriente como voltaje del condensador.

RESUMEN

En esta practica de Circuitos RC que se trata de un circuito conformado por un capacitor y una resistencia conectados en paralelo y en serie respectivamente a una fuente de voltaje de 8 voltios.

El experimento consiste en conocer y observar los procesos de carga y descarga de un capacitor con la influencia de un resistor, para esto fue necesario ir registrando los datos del voltaje y la corriente que varían con respecto al tiempo.

Una vez obtenido los datos se procede a graficar al Voltaje vs tiempo, y Corriente respecto al tiempo, observando que ambas graficas no son lineales. Entonces para conocer la rapidez con la que se carga el capacitor es necesario hallar la constante de tiempo τ de una grafica semilogaritmica de Corriente vs tiempo, donde la pendiente de dicha grafica representa a (-1/ τ).

ABSTRACT

In this practice of RC circuits is a circuit formed by a capacitor and a resistor connected in parallel and in series respectively to a source of voltage of 8 volts.

The experiment is to know and observe the loading and discharging of a capacitor with the influence of a resistor, for it was necessary to move data recording voltage and current vary with time.

Once the data obtained proceeds to the voltage vs. time graph, and current versus time graphs noting that both are not linear. Then to determine the speed at which the capacitor charges is necessary to find the time constant τ of a semilog plot of Current vs. time, where the slope of the graph represents (-1/ τ).

INTRODUCCIÓN

Se considera un circuito RC a todo aquel circuito compuesto indispensablemente por: de una parte, una asociación de resistencias, y de otra, un único condensador (se incluyen los casos en que él hay varios capacitores -condensadores- que se pueden reducir a uno equivalente), puede tener también fuentes tanto dependientes como independientes.

CARGA DE UN CAPACITOR

Un capacitor es un dispositivo que al aplicársele una fuente de alimentación de corriente continua se comporta de una manera especial.

Cuando el interruptor se cierra, la corriente I aumenta bruscamente a su valor máximo como un cortocircuito) y tiene el valor de I = E / R amperios (como si el capacitor no existiera momentáneamente en este circuito RC), 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 E voltios (E es el valor de la fuente de corriente directa conectado en serie con R y C).

Q=Q_0 (1-e^(-t/τ) ) ; V=V_0 (1-e^(-t/τ) ) ; I=I_0 e^(-t/τ)

DESCARGA DE UN CAPACITOR

Un condensador / capacitor en un circuito RC serie no se descarga inmediatamente cuando es desconectada de una fuente de alimentación de corriente directa Cuando el interruptor pasa de la posición A a la posición B, el voltaje en el condensador Vc empieza a descender desde Vo (voltaje inicial en el condensador) hasta tener 0 voltios de la manera que se ve en el gráfico inferior.

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. Acordarse que el un circuito en serie la corriente es la misma por todos los elementos.

I=I_0 e^(- ( t)/τ) ;V=V_0 e^(- t/τ) ; Q=Q_0 e^(- t/τ)

CONSTANTE DE TIEMPO

Al producto RC se le llama constante de tiempo del circuito t y equivale al tiempo que el condensador tardaría en descargarse de continuar en todo momento la intensidad inicial Io. También equivale al tiempo necesario para que el condensador adquiera una carga igual al 0,37 (1/e) de la carga inicial, o lo que es lo mismo que la intensidad decrezca hasta 0,37Io.

EQUIPOS Y MATERIALES

Fuente de voltaje DC

Amperímetro

Voltímetro

Interruptor

Capacitor

Resistores

Cables de conexión

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

a) Armamos nuestro circuito de acuerdo a la figura mostrada, una vez que lo armamos lo mantuvimos el interruptor en la posición 2, es decir estaba cerrado hasta que la profesora nos revisara el circuito.

b) Establecemos el voltaje de la fuente a 8 voltios.

c) Se puso el interruptor en la posición a y se tomó la lectura del amperímetro cada 5 segundos, una vez que pasaron 65 segundos se pasó el

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