Laboratorio de circuitos RC

Universidad Tecnológica de Panamá

Facultad de Ingeniería Mecánica

Licenciatura en Ingeniería Mecánica

Laboratorio de Física

Circuitos RC

Carga y descarga de un capacitor

Por:

•   González, Paulo 7-711-1897

•    Merchant, Irvin 8-933-2459

•         Pimentel, Liz 8-933-1561

• Rodríguez, Claudia 8-899-785

•         Vásquez, Elly 8-934-2483

Profesor:

Adrián Ibarra

Grupo

1lM121

Resumen 

En esta experiencia se busca analizar el comportamiento y los diversos fenómenos físicos que ocurren en los circuitos Resistencia-Capacitor (RC), entre los cuales se destacará el proceso de carga y descarga de un capacitor; como por ejemplo el tiempo que le toma a este en alcanzar la mitad de su voltaje máximo y la constante de tiempo de dicho capacitor, este proceso será mostrado mediante graficas obtenidas de manera experimental, 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 en una gráfica semilogaritmica de Corriente (I) vs Tiempo (t).

Objetivo

• Determinar cómo varia la corriente de un capacitor cuando es sometido a un proceso de cargar y descarga en un circuito RC en serie.

• Determinar la constante de tiempo capacitiva (Ꚍ)

Introducción

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. Los circuitos RC pueden usarse para filtrar una señal, al bloquear ciertas frecuencias y dejar pasar otras.

Materiales

• 1 potenciómetro de 10 kilo-ohmios
• 1 capacitor 1000 microfaradios (50 voltios)
• 1 cronometro de celular
• Fuente de 24 voltios
• Multímetro digital
• Cables cocodrilo

Procedimiento

1. Armar un circuito RC (resistencia-capacitor) de esta manera:[pic 1]

• Resistencia de 10 kilo-ohmios

• capacitor 1000 microfaradios
• fuente de voltaje de 24 voltios
• multímetro digital (modo amperímetro)

2. Cuando se complete el circuito simultáneamente se pone a funcionar el cronometro, en intervalos de cinco segundos (5 seg) apuntar el valor de la corriente.

3. Una vez el capacitor este cargado se procede a armar el circuito de descarga:[pic 2]

4. Cuando se complete el circuito (descarga) simultáneamente se pone a funcionar el cronometro, en intervalos de cinco segundos (5 seg) apuntar el valor de la corriente hasta llegar a cero.

5. Una vez recogidos los datos se procede a calcular tao (Ꚍ) y el porcentaje de error.

Resultados [pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]

[pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]

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Análisis

En el experimento logramos observar que la carga el capacitor va aumentando hasta llegar a su carga máxima, cuando llega a dicho valor, el capacitor no permite que la corriente siga transmitiendo. Mientras que en la descarga sucede que la energía acumulada por el capacitor transcurre por el circuito y pasa por la resistencia mientras esta va disipando la carga que tenia el capacitor, hasta llegar a 0. Al momento de graficar observamos que la R cuadrado nos indica si el valor esta acertado mientras más se acerque a 1, además de notar que es una función exponencial, cuya ecuación contiene la constante de tiempo capacitiva, que no es más que un parámetro que nos permite definir el tiempo de la carga y descarga de nuestro experimento, y al despejarla obtenemos el valor Ꚍ.

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