Ingenieria De Alimentosl, 2 Ingenieria Industrial Universidad de La Salle.

Circuito RC

Natalia Monroy1, Paula Lugo2, Angie Torres2 

1 Ingenieria De Alimentosl, 2 Ingenieria Industrial Universidad de La Salle.

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Resumen

En un circuito eléctrico con una resistencia, un condensador y una fuente de voltaje podemos encontrar una relación entre el tiempo de descarga y la carga. Considere un circuito RC serie con una batería, la resistencia y condensador en serie. El condensador es inicialmente descargado, pero comienza a cargar cuando el interruptor está cerrado. Inicialmente la diferencia de potencial en la resistencia es la fuerza electromotriz de la batería, pero cae de manera constante (como lo hace la corriente) como la diferencia de potencial a través del condensador aumenta.

Palabras clave: Corriente, Voltaje, Condensador, Resistencia

Objetivos:

• Estudiar los aspectos básicos del circuito RC.
• Observar los procesos de carga y descarga de un capacitor a través de un resistor.
• Obtener los gráficos de descarga tanto de corriente como voltaje del condensador

Introducción:

Los circuitos RC 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. (Sociedad Andaluza de Educación Matematica Thales, 2004)

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Imagen 1. Esquema circuito R-C

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). El voltaje será

[pic 3]) = V [pic 4]

• 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. (Sociedad Andaluza de Educación Matematica Thales, 2004)

Procedimiento:

El montaje experimental realizado se muestra en el siguiente esquema utilizando como materiales la fuente, voltímetro, condensadores, resistencias, cronometro

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Imagen 3. Montaje experimental realizado en la práctica de laboratorio circuito RC

Para determinar la relación entre la carga y el tiempo en el que un condensador se descarga se desarrolla el siguiente procedimiento:

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Analisis y Resultados:

Tabla 1.

Tabla 2.

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Grafica 1. Tiempo vs Corriente linealizada

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Grafica 2. Tiempo vs Voltaje linealizada

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