Laboratorio de Electricidad y Magnetismo, Departamento de Formación Básica, Escuela Politécnica Nacional

Práctica 3. Carga y descarga del capacitor.

Solange Alejandra Sanguil Mogrovejo, GR1-S1, solange.sanguil@epn.edu.ec

Laboratorio de Electricidad y Magnetismo, Departamento de Formación Básica, Escuela Politécnica Nacional

Ing. Silvio Yaselga, lunes 21 de enero de 2019

Resumen–

1. INTRODUCCIÓN

Un circuito de corriente continua RC se compone por resistencias y capacitores, lo cual ocasiona que la corriente que circula por el circuito varíe en el tiempo. La Fig. 1 muestra un circuito de este tipo, en el cual el capacitor se e

1. METODOLOGÍA DE LA ExperimentACIÓN

Para llevar a cabo la parte experimental es necesario realizar el montaje del equipo requerido, se escoge un reóstato de corredera o deslizante, como se aprecia en la Fig. 1.  Se enciende una fuente de voltaje de 9 voltios. Se calibra correctamente el multímetro para medir la resistencia, se toma como referencia la resistencia máxima que proporciona el reóstato, por lo cual la escala que se emplea es de 200 ohmios. Se comprueba que la resistencia es variable, para lo cual se coloca el multímetro en las terminales del reóstato y se desplaza la palanca a lo largo del mismo, verificando que las lecturas del multímetro cambien conforme se desliza dicha palanca. Se realiza la conexión del circuito resistivo, representado en la Fig. 2, y posteriormente se enciende la fuente de voltaje. Se ajusta el multímetro para medir la corriente que le corresponde a cada valor de resistencia.

[pic 1]

Figura 1. Reóstato deslizante [1].

[pic 2]

Figura 2. Circuito resistivo.

1. Resultados y discusión

La Ley de Ohm macroscópica, cuya expresión matemática está descrita en (2), es aplicable únicamente cuando la relación entre la intensidad de corriente que circula a través de un conductor y la diferencia de potencial entre sus terminales es lineal. Los conductores que verifican dicha ley se denominan conductores óhmicos o lineales, este es el caso de muchos metales. Por el contrario, los conductores no óhmicos son aquellos cuya relación entre la intensidad de corriente y diferencia de potencial es no lineal; este es el caso de ciertos conductores cuyo valor de resistencia se ve afectado por condiciones térmicas y otros factores [2]. Otra forma de distinguir a los materiales es relacionando su resistividad y campo eléctrico, tal como enuncia la Ley microscópica de Ohm (1). Cuando la resistividad del material es independiente del campo eléctrico aplicado el conductor se considera óhmico; mientras que si existe dicha dependencia el conductor es no óhmico

Las resistencias estudiadas en la parte experimental pueden considerarse conductores óhmicos o lineales debido a que, al mantener una fuente de voltaje constante e igual a 9 voltioa, la corriente varía de forma inversamente proporcional a la resistencia aplicada, como se puede observar en la Fig. 3. También puede establecerse una relación entre el voltaje y la resistencia del circuito, la cual es apreciable en la Fig. 4, experimentalmente se comprueba que la resistencia la relación de proporcionalidad directa entre ambas magnitudes. Para el caso estudiado, se utiliza (1) para obtener el valor de la intensidad teórica.

Al despejar la intensidad de corriente y reemplazar el valor del voltaje del circuito se llega a la siguiente relación.

[pic 4]

[pic 5]

Figura 3. Intensidad de corriente en función de la resistencia.

En la Fig. 3 se encuentra representado el error absoluto de las mediciones mediante barras de error, las cuales son casi inapreciables. Esto implica que las mediciones experimentales se aproximan al comportamiento que establece la Ley de Ohm. Entre otros factores, esto se debe a que el equipo empleado para la toma de medidas se encontraba correctamente calibrado. Las escalas empleadas para medir la corriente y resistencia fueron de 20 miliamperios y 20 kilóhmios, respectivamente. Es recomendable emplear dichas escalas a fin de minimizar la incertidumbre de los datos, tomando como una referencia el valor máximo de resistencia proporcionado por el reóstato. Si la escala de medición es modificada, puede ser que las lecturas del multímetro varíen de acuerdo a dicha escala o que sean demasiado pequeñas o grandes y, por tanto, el dispositivo no arroje un valor. Por ejemplo, si se desea medir una diferencia de potencial igual a 5 voltios sería recomendable usar una escala de medición igual a 10 voltios y no una de 200 voltios, puesto que este último valor es demasiado grande en comparación al dato de la medición.

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