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1. INTRODUCCION
El presente trabajo es sobre el circuito RC, un circuito que cuenta con un sinfín de aplicaciones, para ello se establece en primer lugar el desarrollo teórico para luego analizarlo mediante pruebas de laboratorio. El simple acto de cargar o descargar un condensador, se puede hallar una situación en que las corrientes, voltajes y potencias cambian con el tiempo, los condensadores tienen diversas aplicaciones que utilizan su capacidad de almacenar carga y energía; por eso, entender lo que sucede cuando se cargan o se descargan es de gran importancia. Muchos circuitos eléctricos contienen resistencias y condensadores. Por ejemplo algunos automóviles vienen equipados con un elemento mediante el cual los limpiadores del parabrisas se utilizan de manera intermitente durante una llovizna ligera. En este modo de operación los limpiadores permanecen apagados durante un rato y luego se encienden brevemente.
Es necesario comprender un capacitor como un interruptor el cual puede descargar y cargarse, como esto sucede puede pasar que el voltaje cambia y no siempre sea el mismo en relación del tiempo, entonces el resistor cambiara la corriente que pasa por su interior, es por eso que es necesario entender la nueva variable llamada τ la cual representara el tiempo de relajación del circuito y las conductas funcionales de el voltaje con respecto al tiempo nos dará una idea de cómo se descarga o se carga un capacitor.
2. MARCO TEORICO
CONDENSADOR
Un condensador es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es un componente pasivo. Está formado por un par de superficies conductoras en situación de influencia total generalmente en forma de tablas, esferas o láminas, separados por un material dieléctrico (siendo este utilizado en un condensador para disminuir el campo eléctrico, ya que actúa como aislante) o por el vacío, que, sometidos a una diferencia de potencial (voltaje) adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de las placas y negativa en la otra (siendo nula la carga total almacenada).
La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una d.d.p. de 1 voltio, estas adquieren una carga eléctrica de 1 culombio.
La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en micro- μF = 10-6, nano- nF = 10-9 o pico- pF = 10-12 -faradios. Están hechos de carbón activado para conseguir una gran área relativa y tienen una separación molecular entre las "placas". Así se consiguen capacidades del orden de cientos o miles de faradios. Uno de estos condensadores se incorpora en el reloj Kinetic de Seiko, con una capacidad de 1/3 de Faradio, haciendo innecesaria la pila. También se está utilizando en los prototipos de automóviles eléctricos.
El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente fórmula:
En donde:
C: Capacidad
Q1: Carga eléctrica almacenada en la placa 1.
V1 − V2: Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2.
3. OBJETIVOS
analizar el proceso de carga y descarga de un condensador en un circuito RC observando el papel que desempeña la resistencia y la capacitancia utilizada. Observar las gráficas de voltaje vs. Tiempo e intensidad vs. Tiempo analizando el comportamiento exponencial tanto del proceso de carga como del proceso de descarga. Llevar a cabo el circuito utilizando el sensor cassy para la medición de voltaje y amperaje del circuito RC.
4. DESCRIPCION DE LA EXPERIENCIA
Realizamos el montaje del circuito y configuración de las herramientas a utilizar en el computador, luego armamos las gráficas voltaje vs. Tiempo, intensidad vs. Tiempo e intensidad teórica vs. Tiempo. Después iniciamos la medición con el botón del cronometro y el pulsador del conmutador para la carga, suspendiendo la medición cuando se alcanzó el voltaje de la fuente (aproximadamente 10v). Posteriormente llevamos a cabo el proceso de descarga haciendo el procedimiento simultáneamente con el botón del cronometro y el pulsador del conmutador para la descarga y se detiene la medición manualmente cuando se halla alcanzado el voltaje igual a 0.
5. MATERIALES
Sensor cassy Cable USB Software cassylab Adaptador de corriente Tablero de conexión Interruptor Conmutador Conectores Resistencia de 10KΩ y 47KΩ Condensadores de 47μF y 470μF Cables Multímetro Fuente de alimentación
6. GRAFICAS
7. CONCLUSIONES
El tiempo de carga del condensador hasta llegar a su máximo o cuando comienza a aumentar en forma mínima es mayor que el tiempo que el condensador utiliza en descargarse hasta que se quede sin carga. Existe una relación directamente proporcional entre el tiempo y la carga de un condensador, porque entre más tiempo exista mayor es la carga del
3. Por qué la corriente de carga alcanza su máximo valor al inicio de su proceso de carga? - La corriente de carga alcanza su valor máximo al inicio del proceso de carga porque si tenemos un resistor presente (RC=0), la carga llegara inmediatamente hacia su valor límite al comienzo del proceso. 4. Defina que es un condensador, y cuantas clases de condensadores existen. De dos ejemplos de aplicación de los condensadores. - Un condensador o capacitor es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total. Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento capaz de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga.
CLASES DE CONDENSADOR: Condensador de aire. Condensador de mica. Condensadores de papel. Condensadores autorregenerables. Condensador electrolítico. Condensador de aluminio. Condensador de aluminio seco. Condensador de tantalio. Condensador para corriente alterna. Condensador de poliéster. Condensador styroflex. Condensador síncrono.
- Los condensadores suelen usarse para baterías por su cualidad de almacenar energía y en el flash de las cámaras. 5. Que diferencia existe entre un condensador y una batería? Explique - la diferencia entre un condensador y una batería está en que la batería guarda la energía por procesos electroquímicos y el condensador por procesos físicos, es decir, mediante las cargas o por los electrones en sus placas.
9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
- Sears, volumen 2, Edición 14 - Consulta de internet
CIRCUITO RC EN CORRIENTE DIRECTA
LABORATORIO DE FISICA III
