Carga Descarga De Un Condensador

Características de un circuito

Carga y descarga de un condensador.

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS

www.uniagraria.edu.co

RESUMEN

Con la realización de esta experiencia buscábamos observar y analizar cómo sucede la carga y descarga de un condensador, cuanta es la máxima capacitancia que puede obtener un condensador y ver como alteraba a su vez una resistencia, en este experimento se montó en un circuito RC una resistencia con un capacitor y se procedía a cargarlo y descargarlo y medir experimentalmente cuanto tiempo tardaba el capacitor en cargarse y confrontarlo con la teoría respectiva.

Palabras Clave— Condensador, Carga, Descarga, tiempo, voltaje

With the completion of this experience we wanted to observe and analyze how it happens charging and discharging of a capacitor, how much is the maximum capacitance that can get a capacitor and see how altered turn resistance in this experiment was mounted in an RC circuit one resistor with a capacitor and proceeded to load and unload and experimentally measure how long it took the capacitor to charge and confront it with the respective theory.

Keywords— Condenser, loading, unloading, time, voltage

I. INTRODUCCIÓN

La experiencia de carga y descarga de un condensador nos servirá para aclarar y desarrollar los conceptos aprendidos en la parte teórica, y así comprender la influencia de los capacitadores en un circuito. Además de lo anterior se busca familiarizar a nosotros como estudiantes para desarrollar experiencias afines con la temática vista.

En esta experiencia, se pretende aplicar el objetivo principal, el cual busca que estemos en la capacidad de determinar la forma como varia el diferencial de tensión en los bornes de un capacitor cuando se somete a un proceso de carga y descarga en un circuito RC serie. Por último, se evaluaran las graficas obtenidas, identificando de este modo, las variables que afectan la carga y descarga del capacitor

II. ASPECTOS TEÓRICOS

Objetivo general

• Encontrar la relación existente entre la carga del condensador y la descarga del condensador con respecto al tiempo.

Objetivos específicos

• La relación existente que hay entre la carga y la descarga de un condensador.

• Encontrar la relación matemática existente entre el tiempo transcurrido con respecto a la carga y con respecto a la descarga de un condensador

• El comportamiento que experimenta el condensador con respecto a la carga y descarga de voltaje durante el tiempo

• Determinar el voltaje en un capacitor que se carga y descarga en un circuito RC serie

Capacitor: En electricidad y electrónica, un condensador, capacitor o capacitador es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es un componente pasivo. Está formado por un par de superficies conductoras en situación de influencia total(estas es que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a otra), generalmente en forma de tablas, esferas o laminas, separados por un material dieléctrico( siendo este utilizado en un condensador para disminuir el campo eléctrico, ya que actúa como aislante) o por el vacio, que, sometidos a una diferencia de potencial (d.d.p) adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de las placas y negativa en la otra (siendo nula la carga total almacenada)

Circuitos RC: Los circuitos son circuitos que están compuestos por una resistencia y un condensador. Se caracteriza por que la corriente puede variar con el tiempo. Cuando el tiempo es igual a cero, el condensador está descargado, en el momento que empieza a correr el tiempo, el condensador comienza a cargarse ya que hay una corriente en el circuito. Debido al espacio entre las placas del condensador, en el circuito no circula corriente, es por eso que se utiliza una resistencia. Cuando el condensador se carga completamente, la corriente en el circuito es igual a cero. La segunda regla de Kirchoff dice: V = (IR) – (q/C) Donde q/C es la diferencia de potencial en el condensador. En un tiempo igual a cero, la corriente será: I = V/R cuando el condensador no se ha cargado. Cuando el condensador se ha cargado completamente, la corriente es cero y la carga será igual a: Q = CV

Carga de un Condensador: Ya se conoce que las variables dependiendo del tiempo serán I y q. Y la corriente I se sustituye por dq/dt (variación de la carga dependiendo de la variación del tiempo):

(dq/dt)R = V – (q/C)

dq/dt = V/R – (q/(RC))

Esta es una ecuación

Diferencial. Se pueden dq/dt = (VC – q)/(RC)

Separar variable dq/(q – VC) = - dt/(RC)

Al integrar se tiene ln [ - (q – VC)/VC)] = -t/(RC

Despejando q q dt = C V [(1 – e-t/RC )] = q (1- e-t/RC )

El voltaje será Vc(t)=Ve1/RC

Descarga de un Condensador: Debido a que la diferencia de potencial en el condensador es IR = q/C, la razón de cambio de carga en el condensador determinará la corriente en el circuito, por lo tanto, la ecuación que resulte de la relación entre el cambio de la cantidad de carga dependiendo del cambio en el tiempo y la corriente en el circuito, estará dada remplazando I = dq/dt en la ecuación de diferencia de potencial en el condensador:

q = Q e-t/RC Donde Q es la carga máxima

La corriente en función del tiempo entonces, resultará al derivar esta ecuación respecto al tiempo:

I = Q/(RC) e-t/RC

Se puede concluir entonces, que la corriente y la carga decaen de forma exponencial.

Debido a la importancia del voltímetro explicaremos brevemente que es: Es un dispositivo que mide diferencias de potencial, la diferencia de potencial entre dos puntos cualquiera puede medirse uniendo simplemente los terminales del voltímetro entre estos puntos sin romper el circuito, el terminal positivo a la parte donde el potencial es más alto y la parte negativa donde el potencial es más bajo, de hacerlo al revés, se obtendrá mediciones de diferencia de potencial negativo. Un voltímetro ideal tiene resistencia infinita de manera que no circule corriente a través de él

Además también utilizamos una fuente de poder, la cual es un instrumento que nos permite hacer variar el voltaje, de acuerdo al voltaje que uno necesite para poder trabajar.

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