Reacciones Quimicas

INFORME # 3

ONDAS

DESCARGA DE UN CONDENSADOR, ESTUDIO DE OSCILACIONES AMORTIGUADA.

(VIERNES 22 DE MARZO DE 2013)

Bernal. Fredy, Riaño Cristian, Cruz Javier, Ávila Carlos García de Ingeniería Civil.

Laboratory practice: By doing this experience we look for to confirm and analyze how we can charge anddischarge a capacitor, how many it his capacitance and how this altered a resistance, in this experiment we made a RC circuit with a resistance and a capacitor and we start to charged it an discharged it and measure experimentally how many time the capacitor left in charge and measure also with the theory.

INTRODUCCIÓN

Existen numeroso fenómenos en el que el valor de la magnitud física que los caracteriza evoluciona en régimen transitorio esto es: la magnitud física que estamos considerando aumenta disminuye con el tiempo t de acuerdo a una ley matemática en la que el termino predomínate tiene la forma magnitud física

Manuscrito recibido marzo del 22 -2013. Este trabajo es sustentado para el área e Física materiales de la facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Santo Tomas, Seccional Tunja, con motivo de presentar el desarrollo del laboratorio número 1 de la asignatura Física materiales.

Bernal. Fredy, Estudiante de Ingeniería Civil de la Universidad Santo Tomas, Seccional Tunja. E-mail: fredy.bernal@santoto.ustatunja.edu.co

Riaño cristian, Estudiante de Ingeniería Civil de la Universidad Santo Tomas, Seccional Tunja. E-mail: cristian riaño@santoto.ustatunja.edu.co

Avila Carlos, Estudiante de Ingeniería Civil de la Universidad Santo Tomas, Seccional Tunja. E-mail: carlos avila@santoto.ustatunja.edu.co

Cruz Javier, Estudiante de Ingeniería Civil de la Universidad Santo Tomas, Seccional Tunja. E-mail: Cruz Javier@santoto.ustatunja.edu.co

Objetivos

Objetivo general

Investigar el comportamiento de la tención en un condensador cuando un voltaje de cc es puesto en sus terminales y analizar como es el cambio con el tiempo de la tención.

Determinar el tiempo medio T1/2=RC ln2

Determinar el decaimiento de la tención y encontrar gráficamente el valor de la constante de tiempo.

MARCO TEORICO

ONDAS DESCARGA DE UN CONDENSADOR, ESTUDIO DE LA OSCILACIÓN AMORTIGUADA:

AMORTIGUAMIENTO: El amortiguamiento se define como la capacidad de un sistema o cuerpo para disipar energía cinética en otro tipo de energía. Típicamente los amortiguados disipan la energía cinética en energía.

TIPOS DEAMORTIGUAMIENTO

Amortiguamiento fluido. Se produce por la resistencia de un fluido al movimiento de un sólido, siendo este viscoso o turbulento.

Amortiguamiento por histéresis. Se ocasiona por la fricción interna molecular o histéresis, cuando se deforma un cuerpo sólido.

Amortiguamiento por fricción seca. Es causado por la fricción cinética entre superficies deslizantes secas ( ).

INDUCTOR: Un inductor o bobina es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético.

DESCARGA DE UN CONDENSADOR

Un condensador / capacitor en un circuito RC serie no se descarga inmediatamente cuando es desconectada de una fuente de alimentación de corriente directa (ver interruptor en el gráfico)

Cuando el interruptor pasa de la posición A a la posición B, el voltaje en el condensador Vc empieza a descender desde Vo (voltaje inicial en el condensador) hasta tener 0 voltios de la manera que se ve en el gráfico inferior.

La corriente tendrá un valor máximo inicial de Vo/R y la disminuirá hasta llegar a 0 amperios. (ver gráfico inferior)

La corriente que pasa por la resistencia y el condensador es la misma. Acordarse que el uncircuito en serie la corriente es la misma por todos los elementos.

El valor de Vc (tensión en el condensador) para cualquier instante: Vc = Vo x e-t / T

El valor de I (corriente que pasa por R y C) en cualquier instante: I = -(Vo / R) e-t / T

CONDENSADO: almacena energia.

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IMAGEN1. DE GRAFICAS PARA ANALISIS.

en un cuerpo o sistema de circuito eléctrico que esta formado por un condensador c y una autoinducción L que bruscamente son conectados a un generador de corriente continua se originan corrientes la cual esta dad en segmentos de tiempos es el cual se caracteriza por tener el comportamiento de un fenómeno transitorio por tención entre los extremos del condensador Vc y entre las resistencias VR puede ser calculadas por la simple aplicación de la primera ley de Kirchhoff.

Puesto que v_r=iR

Siendo I=C (dV_c)/dt

Podemos escribir

V_0=RC (dv_c)/dt+V_c

V_c=V_c (1-e^(-t/RC))

De lo que se deduce que la caída de tención sobre la resistencia es:

V_R=V_0-V_C=V_0 e^(-t/RC)

delas dos expresiones muestran el comportamiento transitorio con una constante de tiempo, aplicando la ley de ohm se obtiene que la corriente por el circuito es :

I=V_0/R e^(-t/RC)

La evolución general en el condensador hacia como la intensidad que circula en el circuito se describe en las gráficas respectivamente .teniendo en cuenta t→∞ al valor límite v0 valor para el cual el condensador está cargado como ejemplo podemos considerar cuando t=5τ

De forma análoga podemos estudiar el fenómeno de descarga del condensador. Si en t=0 el condensador esta cargado a una tencion V0 y cerramos nuestro circuito sin fuente de alimentación la caída de la tención total en la malla es :

RC (dv_c)/dt+V_c=0

Esta ecuación diferencial tiene como solución

V_R=V_0-V_C=V_0 e^(-t/RC)

Un circuito de cc, condensador representa una resistencia infinita. Solo durante el cierre del circuito y la apertura hace n fluso de corriente. Cuando cierra el circuito esta corriente hace que el condensador se cargue hasta que alcance el voltaje aplicado. En consecuencia al condensador se descargue a través de una resistencia cuando se abre el circuito. El comportamiento de la tencion en el condensador puede ser descrito por medio de una función exponecial. La tencion de la apertura del circuito está dada por :

V(t)=V_0 e^(-t/RC)

Con τ constante de tiempo la constante de tiempo o tiempode caída τ es el tiempo tras el cual la tencion se ha reducido V0/e en el tiempo medio T1/2 la tencion a la mitad del valor de V0.

V(T_(1/2) )=V_0/2=V_0 e^(-t/RC)

De la ecuación se desprende que

T1/2=

...