Laboratorio de Electricidad y Magnetismo Carga y descarga de un capacitor

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL[pic 1][pic 2]

ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIÓLOGICAS

DEPARTAMENTO DE BIOFÍSICA

• Laboratorio de Electricidad y Magnetismo

1. de mayo de 2017

Grupo: 1IM2

Practica 6: Carga y descarga de un capacitor

Equipo: 2

Aguilar Diaz Abigail

Olvera López Blanca

Domínguez García Alejandro

Carga y descarga de un capacitor

Objetivos:

• Comprender el principio de funcionamiento de un capacitor
• Analizar como varía el proceso de carga y descarga de un capacitor en función del tiempo
• Realizar combinaciones entre capacitores y resistencias para analizar los procesos de carga y descarga
• Comprender las deducciones matemáticas y gráficas  que permiten relacionar la capacitancia y resistencia con el voltaje.

Introducción

Un circuito RC es aquel en el que interviene una  resistencia y un capacitor, en dicho circuito la corriente fluye en un solo sentido y la intensidad de corriente varía con el tiempo.

Carga del capacitor

Un capacitor comienza su carga cuando el interruptor es cerrado, la corriente va aumentando hasta llegar a su valor máximo y  este proceso dura un tempo determinado, lo que ocurre es que los electrones fluyen a través de la resistencia  y se acumulan en la placa superior del capacitor.

Al acumularse, se da una diferencia de potencial (V=Q/C), la diferencia de potencial aumenta con el tiempo y por consiguiente se da una curva de tipo exponencial dada por:

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Descarga del capacitor

Para que ocurra un proceso de descarga,  el voltaje al igual que en el proceso de carga, va disminuyendo en función del tiempo, es decir tiene un valor inicial Vo/R y este va disminuyendo  hasta llegar a 0 A. La curva de decaimiento exponencial esta dada por:

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Constante de tiempo

La constante es el producto de la Resistencia por la Capacitancia y equivale a una medida de rapidez con que se carga el capacitor.

Las unidades de son segundos (s) y dentro de la práctica se demuestra que el producto RC proporciona el tiempo requerido para que el voltaje alcance el 63% del máximo.

Aplicación Circuitos RC

• Marcapasos cardiaco electrónico
• Controlar limpiaparabrisas de un automóvil
• Controlar tiempo de encendido en luces del semáforo
• Flash de la cámara

Procedimiento

Durante la realización de la practica hubo 8 tipos de experiencias

1. La carga de un capacitor
2. La descarga de un capacitor
3. La carga de un capacitor con dos resistencia
4. La descarga de un capacitor con dos resistencia
5. La carga de dos capacitores con una resistencia
6. La descarga de dos capacitores con una resistencia
7. La carga de dos capacitores con dos resistencias
8. La descarga de dos capacitores con dos resistencias

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Antes de comenzar las experiencias con ayuda del multimetro se midió el voltaje suministrado por la fuente y se cercioro que los dos capacitores se encontraran totalmente vacíos.

1. La carga de un capacitor

En el circuito suministrado en el laboratorio se conecta a una fuente  y posteriormente se le implementa un capacitor vacio al circuito, dando lugar a la carga del mismo, sin embargo al mismo tiempo que se efectúa la carga del capacitor con el multimetro se toma registro de cómo comenzaba a incrementarse la carga en el capacitor. Desde el comienzo de la carga del capacitor se cronometra el tiempo y cada cinco segundos se toma registro del valor que adquiere en ese momento. La carga del capacitor comienza en 0 y termina cuando el valor en el multimetro queda estático (ya no avanzaba), en este momento se retira el capacitador del circuito.

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Anteriormente a la realización de la experiencia dos el cronometro se reinicia dejándolo en ceros.

1. Descarga de un capacitador

Utilizando el capacitador cargado de la experiencia anterior, se desconecta el circuito, al mismo tiempo el cronometro se vuelve a iniciar para registrar el tiempo en que tarda la descarga, simultáneamente se registra con ayuda del multimetro como desciende los valores (como desciende la carga) y cada cinco segundos a partir del tiempo en que se comienza a descargar se registra los valores que adquiere.

1. La carga de un capacitor con dos resistencia

A el circuito suministrado en el laboratorio se le debe conectar una resistencia y posteriormente se conecta  a una fuente  para posteriormente implementar un capacitor vacio al circuito, dando lugar a la carga del mismo, sin embargo al mismo tiempo que se efectúa la carga del capacitor con el multimetro se toma registro de cómo comenzaba a incrementarse la carga en el capacitor. Desde el comienzo de la carga del capacitor se cronometra el tiempo y cada cinco segundos se toma registro del valor que adquiere en ese momento. La carga del capacitor comienza en 0 y termina cuando el valor en el multimetro queda estático (ya no avanzaba), en este momento se retira el capacitador del circuito.

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Anteriormente a la realización de la experiencia cuatro el cronometro se reinicia dejándolo en ceros.

1. Descarga de un capacitador con una resistencia

Utilizando el capacitador cargado de la experiencia anterior, se desconecta del circuito, al mismo tiempo el cronometro se vuelve a iniciar para registrar el tiempo en que tarda la descarga, simultáneamente se registra con ayuda del multimetro como desciende los valores (como desciende la carga) y cada cinco segundos a partir del tiempo en que se comienza a descargar se registra los valores que adquiere en ese momento.

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