Laboratorio Circuitos
Enviado por DANTE MIGUEL LOAYZA HINOSTROZA • 8 de Noviembre de 2021 • Informes • 1.051 Palabras (5 Páginas) • 53 Visitas
[pic 1]
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE CIENCIAS BASICAS
CURSO: Física II
CODIGO DEL CURSO: FI204M
SECCION: M
NOMBRE DEL ALUMNO: Dante Miguel Loayza Hinostroza
CODIGO DEL ALUMNO: 20200235F
INFORME DE LABORATORIO N°: 3
TEMA DEL LABORATORIO: Circuitos
2020 - II
Contenido
Objetivo temático 3
Objetivo específico 3
Fundamento teórico 3
Materiales 5
Procedimiento 6
Toma de datos 6
Cuestionario 7
Conclusiones 9
Bibliografía 9
Objetivo temático
Estudiar el proceso de carga de un condensador en serie con una resistencia
Objetivo específico
Obtener con ayuda de un simulador, las curvas características de carga de un condensador.
Obtener el valor de la capacitancia (C) del condensador electrolítico.
Fundamento teórico
El circuito de la figura 1 muestra un condensador y una resistencia óhmica conectados en serie con una fuente DC. Suponiendo que la corriente circula en la dirección indicada, la aplicación de la segunda ley de Kirchhoff establece que[pic 2]
(1)[pic 3]
Ecuación en la cual [pic 4]
La solución de esta ecuación diferencial es
(2)[pic 5]
Que describe el comportamiento de la carga del condensador en el tiempo.[pic 6]
Figura 1. Circuito RC en serie, alimentado por una fuente DC.
Puesto que la corriente en el circuito es , es fácil obtener a partir de la ecuación (2) el comportamiento de I en función del tiempo:[pic 7]
(3)[pic 8]
Teniendo en cuenta que: y , se puede calcular la caída de potencial en la resistencia y en el condensador utilizando las ecuaciones (2) y (3).[pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]
(4)[pic 13]
(5)[pic 14]
De la ecuación anterior también se obtiene:
[pic 15](6)
La ecuación (4) y (5) describen el comportamiento del voltaje en la resistencia R y en el condensador C como una función del tiempo. Estos comportamientos están representados gráficamente en la figura 2.
[pic 16]
Figura 2. Representación gráfica de las ecuaciones (4) y (5).
[pic 17]
El condensador C de la figura 3 se carga cuando el interruptor está en la posición 1y se descarga a través de la resistencia R, cuando el interruptor está en la posición 2. El multímetro conectado entre los puntos A y B permite leer directamente los voltajes de carga y descarga del condensador, y se puede graficar como se observa en la figura
4. La línea punteada es el voltaje de la fuente DC (V), el cual corresponde a la suma de las caídas de potencial en la resistencia y en el condensador.[pic 18]
Figura 4. Gráfico obtenido con datos entre Voltaje del condensador contra el tiempo de la Figura 3.
-Se va a utilizar el proceso de ajuste lineal que nos servirá para aproximar todos los puntos experimentales a una recta de la forma [pic 19]
[pic 20]
[pic 21]
Luego podemos resolver este sistema de ecuaciones de varios métodos como sustitución, igualación, reducción o gráfico. Por comodidad utilizaremos el de sustitución despejando una de las variables y sustituyendo en la otra ecuación.
Materiales
Simulador de circuitos electrónicos Workbench
Una fuente DC
Un osciloscopio
Resistencia y un condensador electrolítico
Cables
Procedimiento
1.-Descargar e instalar el simulador Electronics Workbench.
2.-Familiarizarse con el simulador, colocar la resistencia R y un condensador polarizado, identificar los elementos R y C para el armado del circuito tal como se muestra en la figura 3.
3.-Conectar el interruptor en carga del condensador, analizar en el panel frontal del osciloscopio, obtener los datos de Vc y el tiempo de carga t.
4.-Llenar la tabla 1 con los datos de Vc y el tiempo t con los datos que consideremos convenientes.
Toma de datos
Tabla 1
R (Ω)=50 | V (Voltios)=13 | C (Faradio)=0.01 |
n | Vc (Voltios) | t (seg) |
1 | 0 | 0 |
2 | 4.1409 | 0.2 |
3 | 7.0617 | 0.4 |
4 | 9.0195 | 0.6 |
5 | 11.5357 | 1.1 |
6 | 12.559 | 1.5 |
7 | 12.8672 | 2.1 |
8 | 12.988 | 3.5 |
9 | 12.9991 | 4.8 |
10 | 12.9999 | 6.3 |
Cuestionario
1.- Graficar Vc en función del tiempo con los datos de la tabla 1.
[pic 22]
2.- Graficar en función del tiempo.[pic 24][pic 23]
n | Tiempo (seg) | Ln(1-Vc/v) |
1 | 0 | 0 |
2 | 0.2 | -0.383504178 |
3 | 0.4 | -0.78352646 |
4 | 0.6 | -1.183541918 |
5 | 1.1 | -2.183572045 |
6 | 1.5 | -3.383659761 |
7 | 2.1 | -4.583860399 |
8 | 3.5 | -6.987797987 |
9 | 4.8 | -9.578065152 |
10 | 6.3 | -11.77528973 |
3.- Haga un proceso de ajuste de en función del tiempo, de este resultado usando la ecuación (6) calcula la capacitancia (C).[pic 25]
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