“DESCARGA DE UN CAPACITOR”

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR[pic 1]

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

UNIDAD DE CIENCIAS BASICAS

METODOS EXPERIMENTALES

Ciclo I-2014

Amce:

“DESCARGA DE UN CAPACITOR”

Docente:

Miguel Alejandro Tevés Funes

Integrantes:                                           Carnet:

Grupo de laboratorio: 48

Mesa: 4

Ciudad Universitaria, miércoles 25 de junio de 2014

INDICE

 Resumen        1

Introducción        2

Material y métodos        3 – 5

Resultados experimentales        6 – 9

Discusión y conclusiones        10 – 11

Referencias bibliográficas        12

Anexos        13 - 15

RESUMEN

El presente trabajo consiste en verificar que la relación de un capacitor entre el voltaje (v) y el tiempo de descarga es exponencial, relación que según su formula está establecida por donde A y D son constantes.[pic 2]

Posteriormente se realiza un experimento en el que se midió el tiempo de 8 medidas de tiempo para observar el voltaje remanente, graficamos y determinamos la ecuación empíricas a las variables, el resultado con un ajuste mínimo de cuadrado fue:

[pic 3]

x100 %[pic 4]

      = 1.5%[pic 5]

Al comparar el valor teórico del exponente con el valor experimental observamos que el error que presenta la validez del experimento es de 0.15% evidentemente menor al 10% máximo requerido.

Este resultado indica que el experimento realizado tiene una excelente calidad y precisión, este experimento puede ser reproducido plena confianza.

INTRODUCCION

En el presente trabajo se aplica el método científico experimental mediante una relación exponencial entre la variable tiempo (t) y el voltaje (V) para comprobar el fenómeno de la descarga de un capacitor.

En la observación del fenómeno se carga el capacitor a un voltaje máximo de 10 voltios, luego se mide el tiempo en el que se descarga, tomando el tiempo de descarga como variable dependiente y el voltaje como variable independiente; utilizadas para comprobar que el tiempo de descarga es directamente proporcional al voltaje cargado.

Dicha afirmación se encontró por medio de la investigación bibliográfica, Posteriormente se formularon diferentes hipótesis y se planteo el procedimiento experimental, se procedió al diseño del experimento dentro del cual se eligieron los instrumentos de medición.

Se analizaron los resultados en forma grafica y estableciendo la relación empírica entre el voltaje y el tiempo concluyendo que el modelo teórico sea verifico.

MATERIALES Y METODOS

En la realización del experimento “Descarga de un capacitor” nuestra variable independiente es el tiempo, medido en segundos y la variable dependiente es el voltaje medido en voltios, en la realización del experimento se puede invertir, pero por la facilidad que se tiene la manipulación del tiempo se decidió de esa manera, tomando en cuenta que se tenían parámetros constantes los cuales son la resistencia y capacitancia.

Para la realización del experimento se utilizo un pequeño sistema que se constituye por:

• Fuente regulable de voltaje.
• Un cronometro digital.
• Una resistencia de un valor “x”.
• Un voltímetro.
• Capacitor de 1500 micro farad.
• Switch.
• Alambre.
• Tablero perforado.

En el desarrollo del experimento siempre se presenta algunas ventajas y desventajas que pueden favorecer respectivamente el experimento, en este tema se nos presento la ventaja de no poseer magnitudes  de influencias, ya que los respectivos instrumentos no les afectaba la magnitud de la temperatura que es la que generalmente afecta en la realización de experimentos y la otra ventaja que no se realizan aproximaciones debido a la precisión de los instrumentos y a la factibilidad del experimento y así no se generan errores de cantidades.

Para la realización del experimento se tienen regiones en las que se han limitado las variables para no dificultar las mediciones y no afectar el experimento. El tiempo lo limitamos a 140 segundos debido a que al incrementar el tiempo la descarga del capacitor es muy mínima y eso no beneficiaba para la construcción del grafico. El voltaje se estableció de 0 a 10 voltios, aunque el voltímetro permitía hasta 15 voltios se dio el problema que la carga sustenta hasta un poco mas de 10 voltios, por esa razón se delimito a esa región. También mencionar la precisión de los instrumentos que es: el cronometro mide hasta las centésimas de segundo y el voltímetro hasta 0.5 voltios.

[pic 6]

[pic 7]

El procedimiento en la realización del experimento fue el siguiente:

• Revisar y acoplar el equipo, también verificar que se encuentre en un buen estado si satisface las necesidades requeridas.
• Se tomaran 8 mediciones de tiempo para conocer los valores del voltaje en: 0, 20, 40, 60, 80, 100, segundos.
• Observar el voltaje remanente correspondiente a cada tiempo en el voltímetro.
• Se repetirá el proceso 3 veces para evitar errores y para tener una respuesta promediada.
• Se anotan los datos obtenidos en la tabla de datos.
• Se grafican las variables en papel milimetrado para observar la relación y observando la tendencia de la grafica, se grafica en papel semilogaritmico para el caso exponencial.
• Encontrar el valor de las constantes gráficamente y compararlos con la forma analítica.
• Escribir la ecuación resultante.

RESULTADOS

Del experimento anterior se obtuvo la siguiente tabla de datos registrando los voltajes remanentes del capacitor

[pic 12]

De la anterior tabla se obtendrá el cálculo de las constantes A y D en nuestro caso, de la forma exponencial  [pic 13]

Calculando el valor de “D” analíticamente  con los datos anteriores se utilizara la siguiente fórmula:

...