CIRCUITO RC Luisa Lorena Pineda 503241
[email protected] RESUMEN. El objetivo principal de este laboratorio es la identificación y montaje de un sistema de instrumentación para Circuito RC, el cual permita resaltar el procedimiento teórico y práctico para la obtención del valor del tiempo de relajación (
a través de dos procesos diferentes. Como primera
instancia se tabulo el valor de RC de manera directa , luego se procedió a determinar los valores de la grafica de descarga por medio del montaje entre el generador de pulsos, la resistencia y el condensador conectados en serie además del osciloscopio conectado el paralelo y de esta manera determinar el valor de RC proporcionado de manera grafica y proceder a comparar estos dos valores . Para este procedimiento se debe tener suficiente conocimiento en términos como carga eléctrica, carga y descarga de un condensador, conexión en serie y en paralelo asimismo se requiere tener un buen manejo de los equipos tales como osciloscopio, el generador y el multímetro.
INTRODUCCION. Para un mayor entendimiento de este informe se deben tener en claro ciertos términos y un buen manejo de los siguientes equipos. CIRCUITO RC: 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. [1]
CARGA ELECTRICA: La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas (pérdida o ganancia de electrones) que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos siendo, a su vez, generadora de ellos .[2] CARGA Y DESCARGAR DE UN CONDENSADOR: Si se cierra el interruptor I la carga empieza a fluir produciendo corriente en el circuito, el condensador se empieza a cargar. Una vez que el condensador adquiere la carga máxima, la corriente cesa en el circuito. [3]
+
R= 1 K rg
C = 0 .2 2 F
+
Vi
-
Circuito RC
(Figura N°1)
CONEXIONES EN SERIE Y PARALELO: Las formas más sencillas de conectar resistencias se conocen por los nombres de conexión `serie' y `paralelo', que describimos a continuación.
Osciloscop io Conexión de resistencias (Figura N°2)
TIEMPO DE CARGA (
: El tiempo que se tarda
el voltaje en el condensador (Vc) en pasar de 0 voltios hasta el 63.2 % del voltaje de la fuente está dato por la fórmula:
(Figura N°3)
TABLERO DE RESISTENCIAS Y CONDENSADORES: Dispositivos electrónicos que almacenan la energía del campo eléctrico. Montados en base de acrílico, demarcados y dotados de terminales para fácil conexión. MULTÍMETRO: Es un instrumento de medición que ofrece la posibilidad de medir distintos parámetros eléctricos y magnitudes en el mismo dispositivo. Las funciones más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es utilizado frecuentemente por personal en toda la gama de electrónica y electricidad.
Donde el resistor R está en Ohmios, el capacitor C en milifaradios y el resultado estará en milisegundos. [4] GENERADOR: Es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados polos, terminales o bornes. Los generadores eléctricos son máquinas destinadas a transformar la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estátor). OSCILOSCOPIO: Es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro. [5]
Multimetro (Figura N°4)
MONTAJE EXPERIMENTAL.
INSTRUMENTOS: Generador
Osciloscopio
2. Con los valores de R y C se calculo el valor de
Cables de conexión
el cual se reporto como valor
directo 3. Con el RC (Directo ) calculado se continuo a calcular la frecuencia, teniendo en cuenta que esta debía ser igual a
Multímetro Tablero de resistencias y condensadores
4. Con el montaje experimental listo y las escalas de voltaje y tiempo ajustadas en el osciloscopio de tal manera que la curva de descarga del condensador se podía ver en la pantalla procedió a tomar 6 datos de voltaje y tiempo, los cuales se tabularon en la tabla número 3 5. Con la ecuación proporcionada
DESCRIPCION DEL MONTAJE
Montaje experimental
y los datos arrojados con la
(Figura N°5)
grafica se determino el valor de RC reportado en la tabla 1 como valor Grafico ANALISIS Y RESULTADOS.
1. Se debe conectar en serie al generador de pulsos el condensador y la resistencia 2. El osciloscopio debe encontrarse conectado en paralelo con el condensador 3. El generador se debe colocar en señal cuadrada se sugiere que la frecuencia
corresponda aproximadamente 4. Ajuste el osciloscopio de modo que se pueda observar la curva de descarga del condensador
1. Se obtuvo el valor experimental de la resistencia de 100 Ω (R) y 22 con su respectiva incertidumbre
Y (C)
R(Ω)
C(F)
RC(s) (Directo)
(099,9±0, 1)Ω
(23,6±0,1) μF
(2,4±1,0)
Tabla Numero 1
PROCEDIMIENTO:
Calculo de RC (Directo)
Frecuencia
Escala de Tiempo : 0,5ms Escala de Voltaje : 0,2 V t(s)
v(V)
(0±0,10) ms
(0,92±0,04)V
(0,50±0,10) ms
(0,90±0,04)V
(0,90±0,10) ms
(0,80±0,04)V
(1,80±0,10) ms
(0,40±0,04)V
(2,00±0,10) ms
(0,32±0,04)V
(2,50±0,10) ms
(0,12±0,04)V
Pendiente: -0,789 Punto de corte: 0,224
Calculo de RC Grafico =
Tabla Numero 3
R(Ω)
C(F)
RC(s) (Direct o)
RC(s) (Gráfico )
(099,9± 0,1)Ω
(23,6±0, 1)μF
(2,4±1, 0)
(1,9±1,5)
Tabla Numero 3
Grafico Numero 1
RC(s) (Directo)
RC(s) (Gráfico)
(2,4±1,0)
(1,9±1,5)
Δ% 20,8%
Tabla Numero 3
CONCLUSIONES
El valor de
calculado de forma directa
es bastante aceptable pues la incertidumbre de este dato es de apenas Grafica Numero 2 Ecuación de la recta
±1,00 *
lo que permite concluir que
el error en este valor es mínimo.
Analizando los resultados obtenidos por medio de la grafica arrojada por el osciloscopio y las escala de tiempo allí manejada se puede apreciar que el proceso de descarga del condensador sucede en un lapso de tiempo muy corto, debido a que esto es un proceso natural.
[2] F. Sears, M.Zemanky, H.Young, R. Freedman . Fisica universitaria Volumen 1
El valor de RC que se obtuvo de la grafica analizada es más pequeño que el obtenido de manera directa , siendo su
[4] http:/www.unicrom.com/TutcircuitoRC.
Debido al valor de las incertidumbres de los dos valores calculados se puede concluir que el tiempo de relajación Derivado del producto RC es mucho más preciso que el determinado con ayuda de los valores de la grafica pues su incertidumbre es de (± 0.5 ms) más pequeña que es te último dato
El Error porcentual entre el RC determinado de forma directa y el RC calculo por medio de la grafica es de 20.8% un valor bastante alto al ser a diferencia entre estos dos valores de 0.5 s
[1] P.FISHBANE , S. GASIOROWICZ . Física para Ciencia e Ingeniería Tomo 2 1ra Ed.
Por medio del punto de corte y la pendiente de la recta del ajuste lineal hecho a la grafica de de Voltaje vs Tiempo y Ln V vs tiempo se pudo calcular el valor de RC
incertidumbre ±1,5
BIBLIOGRAFIA
Hemos presenciado el circuito RC como una parte esencial de la electrónica moderna y también como sus propiedades son muy particulares, éste es muy importante y útil en distintos dispositivos electrónicos de hoy día.
[3] Así funciona, Madrid http://www.asifunciona.com/electrotecnia/
2003
[5]http://www.analytica.com.co/Physis/Física/Elec tricidad/tabid/107/Default.aspx#tablerocondensad ores
