Carga y descarga de un capacitor

EXPERIENCIA No9[pic 1]

CARGA Y DESCARGA DE UN CAPACITOR

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CARGA Y DESCARGA DE UN CAPACITOR

Física de campos, Grupo 60937, Universidad de la Costa.

Andrés Medina

3/10/2023

RESUMEN

En el laboratorio de hoy, nos enfocamos en estudiar la carga y descarga de un capacitor. Utilizamos un simulador de circuitos RC para llevar a cabo el procedimiento con éxito. Primero, nos familiarizamos con el simulador y establecimos los valores de la resistencia R, la capacitancia C y aplicamos un voltaje constante de 5V.

A medida que el tiempo variaba, las constantes R, C y el voltaje se mantuvieron estables. Registramos las medidas de la corriente y la carga máximas, las cuales estaban almacenadas tanto en el circuito como en el condensador en función del tiempo. Además, utilizando las ecuaciones proporcionadas, calculamos la carga del capacitor y el voltaje del capacitor en función del tiempo.

Estos datos detallados se registraron cuidadosamente en la tabla 1, gracias a la cual pudimos entender mejor el comportamiento del capacitor durante la carga y descarga. El uso del simulador no solo facilitó el procedimiento, sino que también proporcionó resultados precisos para nuestro análisis.

Palabras claves: Voltaje, condensador circutto RC, Carga, corriente..

ABSTRACT

In today’s lab, we focus on studying the charging and discharging of a capacitor. We use an RC circuit simulator to carry out the procedure successfully. First, we familiarize ourselves with the simulator and set the values of resistance R, capacitance C and apply a constant voltage of 5V. As time varied, the constants R, C, and voltage remained stable. We recorded measurements of the maximum current and maximum charge, which were stored in both the circuit and the capacitor as a function of time. Additionally, using the given equations, we calculate the capacitor charge and capacitor voltage as a function of time. These detailed data were carefully recorded in Table 1, thanks to which we could better understand the behavior of the capacitor during charging and discharging. Using the simulator not only made the procedure easier but also provided accurate results for our analysis..

Keywords: Voltage, RC circuit capacitor, load, current…

1. INTRODUCCIÓN

Introducción:

Dentro de nuestro equipo de trabajo en ingeniería civil, comprendemos la importancia de integrar conocimientos eléctricos en nuestros proyectos. En este contexto, nos encontramos inmersos en el estudio de la carga y descarga de capacitores, un tema central que se revela esencial en nuestro campo. Los capacitores son elementos cruciales en numerosas aplicaciones de ingeniería civil, desde sistemas eléctricos en construcciones hasta tecnologías innovadoras de infraestructura.

Para poner a prueba la teoría detrás de la carga y descarga de un capacitor, hemos empleado un simulador de circuitos RC. Este simulador nos ha permitido recrear condiciones del mundo real de manera virtual, proporcionando un entorno seguro y controlado para experimentar con los conceptos eléctricos. Hemos establecido valores específicos para la resistencia R la capacitancia C y aplicado un voltaje constante de 5V para analizar cómo estas variables afectan la corriente y la carga en el capacitor durante el proceso de carga y descarga.

El objetivo principal de este laboratorio es proporcionar a nosotros como estudiantes de ingeniería civil, una comprensión práctica y aplicada de los principios de carga y descarga de capacitores. Al realizar experimentos en el simulador de circuitos RC, desarrollamos habilidades prácticas esenciales y Aprendimos a aplicar la teoría eléctrica en situaciones del mundo real. Además, este laboratorio tiene como objetivo mejorar nuestra capacidad para analizar y resolver problemas relacionados con circuitos eléctricos básicos, preparándolos para enfrentar desafíos más complejos en su futura carrera como ingenieros civiles.

1. MARCO TEÓRICO

El experimento de carga y descarga de un capacitor se enmarca en los principios de la electrostática y la teoría de circuitos eléctricos. Un capacitor almacena energía en forma de campo eléctrico entre dos placas conductoras separadas por un material dieléctrico. La cantidad de carga (Q) almacenada en el capacitor está directamente relacionada con el voltaje (V) y la capacitancia (C) del capacitor, según la fórmula Q = C x V.

Durante la carga, cuando se aplica un voltaje a través del capacitor, las placas acumulan carga eléctrica gradualmente hasta alcanzar su máxima capacidad. Este proceso se describe mediante la ley de conservación de la carga y las ecuaciones de carga del capacitor.

Durante la descarga, el capacitor libera esta energía almacenada a medida que la carga fluye a través del circuito. La tasa de descarga está influenciada por la resistencia ® del circuito, junto con la capacitancia. La variación de la carga y el voltaje a lo largo del tiempo durante la descarga se expresa mediante ecuaciones exponenciales, reflejando la naturaleza gradual de la liberación de energía.

1. METODOLOGÍA

Paso a paso:

1. Primero, conectamos el circuito siguiendo la configuración que se muestra en la figura 1 para la carga y descarga del capacitor.

1. Después, accedimos al Generador de señales en la pantalla y nos aseguramos de que el voltaje de CC estuviera configurado a 5V. Hicimos clic en el botón de Encendido para activar la señal.

1. Para comenzar a registrar datos, hicimos clic en el botón GRABAR en la esquina inferior izquierda de la pantalla. Esperamos unos segundos hasta que el voltaje se acercó a 5V, indicando que el capacitor estaba cargado alrededor del 95% de su capacidad. Luego, hicimos clic en el botón DETENER, que aparece en el mismo lugar que el botón GRABAR, para detener el registro.

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