Lito el maxime

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL FÍSICA II

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

UNI

INFORME Nº4 DE LABORATORIO DE FÍSICA II

“CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR”

DOCENTE: MOSQUERA LEYVA, Luis

ESTUDIANTE:

CLEMENTE BRICEÑO, Ricardo Raúl 20120125j

CURSO: FÍSICA II SECCIÓN: “M”

CICLO:

2012-II


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ÍNDICE:

1.-OBJETIVOS………………………………………………pág.3

2.-FUNDAMENTO TEÓRICO…………………………pág.4-6

3.-EQUIPO UTILIZADO………………………………… pág.7

4.-PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL……………pág.8-11

5.-CALCULOS Y RESULTADOS……………………….pág.9-13

6.-COCLUSIONES…………………………………………. pág.

7.-BIBLIOGRAFÍA…………………………………………. pág.14


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CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR

1. OBJETIVOS:

OBJETIVO TEMATICO:

Estudio del circuito de corriente continua y el circuito RC, donde entra a

tallar una resistencia y un condensador en serie, en un circuito de

corriente continúa.

OBJETIVO ESPECIFICO:

…Obtener las curvas características de carga y descarga de un

condensador electrolítico.

…Medir experimentalmente la capacidad C del condensador

electrolítico.


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2. FUNDAMENTO TEORICO

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.

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


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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):

(dq/dt)R = V – (q/C)

dq/dt = /R – (q/(RC))

dq/dt = ( C – q)/(RC)

– = - /(RC)

ln [ - (q – C)/ C)] = -t/(RC)

q/ C= (1- e-t/RC )

VC=V0 (1- e-t/RC )


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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.


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. EQUIPO UTILIZADO:

Una fuente DC

Un multímetro

Un cronómetro

Resistencias y un condensador electrolítico

Cables

Rejilla o Tablero de puebra


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4. PROCEDIMIENTO:

A) Con el multímetro medimos la resistencia de un resistor.

B) Identificamos los elementos R y C, también algunos instrumentos más

que se usaran en la práctica.

C) Armamos el circuito como muestra la figura.

D) Antes de iniciar la toma de datos del voltaje en el condensador Vc y el

tiempo (t), debemos verificar la conexiones teniendo cuidado en

instalar los cables del circuito; porque podría producirse una explosión.

E) Luego prendemos la fuente DC y medimos simultáneamente el voltaje

VC y el tiempo de carga ,para luego llenar en una tabla los datos de

voltaje Vc y tiempo (t).

F) Ahora luego de haberse cargado por completo el condensador

procedemos a su descarga desconectando la fuente y conectando los

extremos del condensador al multímetro para observar su descarga y

tomar medidas respectivas


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G) De los datos obtenidos obtenemos dos graficos uno de carga y otro de

descarga del condensador que procederemos a analizar.

5. CÁLCULOS Y RESULTADOS:

Datos tomados del multímetro : Resistencia: R= 19,81 KῺ

Voltaje: V0=4,77 v

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

5

0 50 100 150 200

Vo

ltaj

e (

V)

Tiempo (S)

CARGA DE UN CONDENSADOR

Tiempo (S) Voltaje (V)

10 0,94

20 1,73

30 2,35

40 2,87

50 3,21

60 3,52

70 3,78

80 3,97

90 4,14

100 4,26

110 4,35

120 4,4

130 4,53

140 4,57

150 4,61

160 4,64

170 4,67

180 4,69


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6. CONCLUSIONES:

Se comprueba de manera experimental que las graficas de los datos

tomados corresponden a las curvas teóricas con unos ligeros margen

de error.

Se concluye también que a medida que pasa el tiempo de carga del

condensador la corriente disminuye hasta que alcanza un punto en el

que es nula, siendo máxima en el t=0.

De igual manera en la descarga del condensador al inicio existe una

corriente que disminuirá hasta que se agote la carga del condensador

y el voltímetro conectado en los extremos de dicho condensador

marque v=o.

También apreciamos que el tiempo de descarga es mayor que el

tiempo de descarga es mayor al tiempo de carga

0

1

2

3

4

5

6

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Vo

ltaj

e (

V)

Tiempo (S)

DESCARGA DEL CONDENSADOR

Tiempo(S) Voltaje(v)

0 4,77

10 3,72

20 3,01

30 2,39

40 1,91

50 1,51

60 1,24

70 0,97

80 0,78

90 0,64

110 0,41

120 0,33

130 0,26

140 0,21


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6. CONCLUSIONES:

A pesar de que el error porcentual entre los valores teóricos y prácticos es

relativamente alto, debido a la inestabilidad de ajustar el voltaje en la fuente, s e

p u d o d e m o s t r a r e n e s t a experiencia que lo expuesto en la teoría

del circuito Resistencia Condensador es cierto, ya que a medida que pasaba el

tiempo de exposición del circuito a la fuente, el voltaje que circulaba a través d e

é l i b a d i s m i n u y e n d o , p o r l o c u a l l a i n t e n s i d a d d e l a

c o r r i e n t e t a m b i é n disminuía. D e i g u a l f o r m a , a l g r a f i c a r l a

i n t e n s i d a d contra el tiempo, se pudo establecer que la corriente disminuye

exponencialmente a la v e z q u e e l t i e m p o e s m a y o r , s i e n d o s u valor

máximo a los 0 segundos, y su valor mínimo a los 180 segundos donde es casi

igual a 0

7. BIBLIOGRAFÍA:


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*PAGINAS DE INTERNET.

*LIBRO SEARS,SEMANSKY,YOUNG Y FREEDMAN,.

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