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FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS

DEPARTAMENTO DE FISICA Y GEOLOGIA

LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO



CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR



OBJETIVO


1. Determinar la constante de tiempo RC, utilizando valores calculados y medidos.



PREINFORME


1. Investigar que es un condensador

2. Investigar como calcular la capacitancia total para condensadores en paralelo

3. Investigar como calcular la capacitancia total para condensadores en serie

4. Investigar en que consiste el tiempo de carga y descarga de un condensador

5. Que es la constante de tiempo, para que sirve.

6. A que equivale el tiempo de descarga medido en un circuito, en términos de la constante de tiempo.

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Figura 1. Carta Universal de la Constante de tiempo


La figura 1 muestra una carta universal de tiempo. Con ayuda de esta carta, usted puede determinar la cantidad de voltaje o corriente que pasa por un condensador o inductor.

Para demostrar el uso de la carta universal de constantes de tiempo, utilizaremos el circuito RC mostrado en la figura 2. Asumiremos que el condensador C1 ya está completamente cargado con 10 V. Cuando se cierra el switche, el condensador se descarga a través de la resistencia R1. El condensador se descarga a una velocidad dictada por la constante de tiempo RC.

t = RC

t= 10k Ω x 3μF

t=150 ms

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Figura 2. Circuito RC con condensador inicialmente cargado


Supóngase que deseamos conocer el voltaje a través de C!, después de 300 ms ( 2 constantes de tiempo). Mirando en la carta universal de constante de tiempo, se puede ver que el voltaje a través del condensador debería ser el 14% del valor original, después de 2 constantes de tiempo:


VC1 = VA x 14%

VC1 = 10 x01.4

VC1 = 1.4 V




PROCEDIMIENTO




1. Ajuste las fuentes de potencia DC a +15 V y -15V. Gire las fuentes de potencia a OFF. Inserte el tablero de circuitos FUNDAMENTOS AC1 dentro de la unidad de base. Prenda las fuentes de potencia.


2. Localice el bloque del circuito CONSTANTES DE TIEMPO RC, y presione el switch S1. Basado en su observación, ¿ El voltaje a través de R1 se desarrolló instantáneamente o hubo una demora debido a constante de tiempo?.


3. Conecte el circuito mostrado en la figura 3, con un multímetro, mida el voltaje a través del condensador C1. si usted mide un voltaje, quiere decir que C1 tiene carga. El switche S2 suministra una vía de descarga para C1 a través de la resistencia R3. Presionar el switche S2 durante varios segundos, hasta que se midan cero voltios a través de C1.


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Figura 3. Circuito con carga inicial cero, a través de C1


4. Calcule y anote la constante de tiempo para el circuito de la Figura.


5. Utilice la carta universal para determinar la carga del voltaje C1 después de 1 constante de tiempo. ( VC1 = VA x 63%).


6. Calcule y anote el tiempo total de carga del condensador C1.


7. Calcule y anote el tiempo de descarga del condensador C1 (tiempo de descarga = tiempo de carga = 5t).


8. Presione el switch S1 hasta que C1 se vuelva a cargar completamente. Seguidamente presione el Switch S2 y mida el tiempo requerido para que C1 se descargue hasta el 1% de VA). Anote sus resultados. ¿El tiempo de descarga calculado en el paso anterior, concuerda con el tiempo de descarga medido en este paso (+/- 2 segundos)?.


9. Utilice un conector de dos patas para adicionar en paralelo con el circuito, al condensador C2 de 10μF. Calcule y anote la nueva constante de tiempo RC del circuito. ¿al aumentar la capacitancia total del circuito aumentó o diminuyó la constante de tiempo?


10. Utilice la carta universal para determinar el voltaje a través de C1 y C2, luego de que VA sea aplicado por dos constantes de tiempo. (VC= VA x 86%)


11. Asegúrese que los condensadores están descargados; presionando el switch 2 hasta que se midan cero voltios a través de C1 y C2, luego de que transcurran dos constantes de tiempo teniendo el switch S1 presionado, suelte el switch y tome la medición. ¿El voltaje medido a través de C1 y C2 después de dos constantes de tiempo, concuerda con el valor hallado al utilizar la carta universal, en el paso anterior?.




BIBLIOGRAFIA


1-Hallyday, et. al. FISICA, VOLUMEN II, tercera edición.

2-Arhur Kip, Fundamentos de Electricidad y Magnetismo.

3-Alonso y Finn, FISICA, VOLUMEN II.

4-Serway, R., FISICA, VOLUMEN II.





FORMULARIO DE ESTUDIO DE CONVALIDACIÓN UNIVERSIDAD DIEGO
FORMULÁRIO DE CADASTRAMENTO DE BOLSISTAS DA UNIVERSIDADE ABERTA
I ERANSKINA HEZKUNTZA LANKIDETZARAKO HITZARMENA UNIVERSIDAD DEL PAÍS


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