Laboratorio De Carga Y Descarga De Un Condensador

CARGA Y DESCARGA DE UN CAPACITOR

ANGULO GARCIA KEVIN, BAUSSA GUTIERREZ LINA GUISELLA, CARRILLO LOZANO BRIAN, LARIOS ORTIZ MAURICIO, TORRES LASCARRO EVELIN SOFIA, MUGNO GONZALEZ KELLY

PROGRAMA DE PROCESOS INDUSTRIALES.

CORPORACION POLITECNICO COSTA ATLANTICA

Laboratorio de Física Eléctrica

Resumen

En esta experiencia se verá el análisis correspondiente a la carga y descarga de un capacitor, observando su comportamiento cuando se le hace pasar una corriente a través de un circuito sencillo que lo incluya.

En nuestro experimento veremos y analizaremos cómo se comporta la corriente eléctrica con un condensador en distintos intervalos de tiempo. Observaremos cómo se comporta el condensador cuando se carga y se descarga a y desde un voltaje determinado por una fuente de poder.

Introducción

En palabras simples un circuito eléctrico es el camino por el cual fluye la corriente eléctrica, la cual sale de una fuente de poder, pasa a través de resistencias condensadores, diodos, o cualquier elemento que contenga el circuito y regresa al punto de partida. De otra forma, un circuito eléctrico está compuesto por dos importantes implementos, una fuente de poder (Fem.), y elementos que ocupan la energía eléctrica.

Al cargar un condensador con un potencial V_0 y conectar sus terminales directamente, se descarga casi instantáneamente. Para evitar esa descarga violenta se conecta, entre los bornes del condensador, una resistencia de gran valor que limitará el paso de la carga y por lo tanto el proceso de descarga se produce más lentamente y de esa manera se tiene la posibilidad de registrar el potencial del condensador en función del tiempo.

La expresión que relaciona el potencial en función del tiempo es:

V_(c )= V_0e 1/RC

Esta relación representa una curva exponencial en donde:

V_(c )= Potencial del condensador en el tiempo t.

V_0= Potencial del condensador en el tiempo t = 0.

R = Resistencia por donde se produce el proceso de descarga

C = Capacidad del condensador

En este laboratorio analizaremos cualitativamente el proceso de descarga de un condensador a través de una resistencia y mediante un gráfico V (t)

Discusión teórica

Un capacitor o condensador (nombre por el cual también se le conoce), se asemeja mucho a una batería, pues al igual que ésta su función principal es almacenar energía eléctrica, pero de forma diferente.

En electricidad y electrónica, un condensador o capacitor es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es un componente pasivo.

Está formado por un par de superficies conductoras en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la 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 vacío, 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).

A esta propiedad de almacenamiento de carga se le denomina 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 elé. El capacitor es un dispositivo que almacena energía en un campo electrostático. Una lámpara de destello o de luz relámpago, por ejemplo, requiere una breve emisión de energía eléctrica, un poco mayor de lo que generalmente puede proporcionar una batería. Podemos sacar energía con relativa lentitud (más de varios segundos) de la batería del capacitor, el cual libera rápidamente (en cuestión de milisegundos) la energía que pasa al foco. Otros capacitores mucho más grande se emplean para proveen intensas pulsaciones de laser con el fin de inducir una fusión termonuclear en pequeñas bolitas de hidrogeno.

Los capacitores se usan también para producir campos eléctricos como es el caso del dispositivo de placas paralelas que desvía los haces de partículas cargadas. Los capacitores tienen otras funciones importantes en los circuitos electrónicos, especialmente para voltajes y corrientes variables con el tiempo.

La propiedad para almacenar energía eléctrica es una característica importante del dispositivo eléctrico llamado capacitor. Se dice que un capacitor está cargado, o sea cuando el capacitor almacena energía, cuando existe carga eléctrica en sus placas o cuando existe una diferencia potencial entre ellas. La forma más común para almacenar energía en un capacitor es cargar uno mediante una fuente de fuerza electromotriz fem; de esta forma y después de un tiempo relativamente corto, el capacitor adquiere una carga eléctrica Q_0 y por lo mismo tendrá una diferencia de potencial V_0 entre sus placas.

Carga/descarga de un capacitor

El capacitor constituye un componente pasivo que, a diferencia de la batería, se carga de forma instantánea en cuanto la conectamos a una fuente de energía eléctrica, pero no la retiene por mucho tiempo. Su descarga se produce también de forma instantánea cuando se encuentra conectado en un circuito eléctrico o electrónico energizado con corriente. Una vez que se encuentra cargado, si éste no se emplea de inmediato se auto descarga en unos pocos minutos.

Al conectar un condensador en un circuito, la corriente empieza a circular por el mismo. A la vez, el condensador va acumulando carga entre sus placas. Cuando el condensador se encuentra totalmente cargado, deja de circular corriente por el circuito. Si se quita la fuente y se coloca el condensador y la resistencia en paralelo, la carga empieza a fluir de una de las placas del condensador a la otra a través de la resistencia, hasta que la carga es nula en las dos placas. En este caso, la corriente circulará en sentido contrario al que circulaba mientras el condensador se estaba cargando.

Carga

Descarga

Dónde:

V(t) es la tensión en el condensador.

Vi es la tensión o diferencia de potencial eléctrico inicial (t=0) entre las placas del condensador.

Vf es la tensión o diferencia de potencial eléctrico final (a régimen estacionario t>=4RC) entre las placas del condensador.

I(t) la intensidad de corriente que circula por el circuito.

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