Laboratorio Fisica 2 Condensador Carga y Descarga

D epartame artamento de F í sica si ca y E lectróni lectrónica ca

I NFORME DE LABORATO LABORATORI RI O

Carga y descarga de un condensador. Pablo Ponnefz, Fulgencio Padilla, Luis Fernández, Álvaro Bolaños.  Facultad de ciencias básicas.  Programa de física.

Resumen En esta práctica es para estudiar cómo se comporta la corriente eléctrica en distintos intervalos de tiempo con un condensador y una resistencia. r esistencia. Se observará cómo se comporta el condensador cuando se carga y se descarga con un voltaje determinado por una fuente de poder, y con ayuda de los datos tomados determinaremos la gráfica los puntos de carga y descarga. Palabras claves:  Carga, Descarga, corriente eléctrica, resistencia, tiempo, voltaje.

OBJETIVOS. 1. Estudiar las curvas de tensión en la carga y la descarga de un condensador 2. Halla los tiempos de carga y descarga para los condensadores utilizados. MARCO TEÓRICO. Un circuito RC consiste en un circuito que contiene una resistencia y un condensador en serie con una fuente voltaje constante. Luego de encender tal fuente, la carga en el condensador, la corriente, el voltaje en el condensador y la resistencia varían exponencialmente con el tiempo. MONTAJE Y PROCEDIMIENTO.

Se montó el circuito según esquema eléctrico. Antes de iniciar el experimento se descargó el condensador, punteando sus contactos con un cable de 6 cm. Luego se puso la tensión a 10 V aproximadamente, se cerró el interruptor, y observamos la subida de la tensión en el condensador, después se conmutó al circuito de descarga y observamos la variación de tensión en el condensador, se repitió el experimento de carga con una resistencia de 10 y un condensador de 47 , por último se cambió el condensador de 47  uno de 470.

DATOS Descarga R = 10kΩ  = 470 Voltaje (V) 11,04 8,9 6,24 4,72 3,34 2,72 1,48

Tiempo (s) 0,98 2,04 4,22 5,44 7,75 8,82 12,51

Lnv (V) 2,402 2,19 1,831 1,552 1,21 1,001 0,392

 Física experimental.

Carga R = 10kΩ  = 470 Voltaje (V) 0,96 3,21 4,94 6,97 8,37 9,52 10,03

Tiempo (s) 0,39 1,55 2,72 5,22 6,3 8,57 9,71

Lnv (V) 0,041 1,166 1,597 1,942 2,125 2,253 2,305

2,5

 B  Linear Fit of Data1_B

2,0    ) 1,5    V    (   v   n    L 1,0

0,5

0,0

Descarga R = 10kΩ  = 47

0

2

4

6

8

10

12

14

Tiempo (s)

Voltaje (V) 0,29 0,05 0,02 0,005 0,002

Tiempo (s) 0,78 2,13 3,47 10,35 24,26

Carga R = 10kΩ  = 47 Voltaje (V) Tiempo (s) 9,21 9,27 9,35 9,41 9,48 9,52

5,87 11,56 16,92 21,6 27,7 30,79

Lnv (V) 1,24 2,995 3,912 5,298 6,214

Linear Regression for Data1_B:  =  + 

Parameter Value 2,54888 A B 0,17395 1

Lnv (V) 2,22 2,23 2,235 2,242 2,249 2,253



Descarga R = 10kΩ  = 470

0,02023 0,00287 1

1 0 ∗ 1 0 ∗ 470 ∗ 10−

 =

|0,212  0,174|

0,212 = 17,92% Carga R = 10kΩ  = 470

= 0,212

∗ 100%

 B  Linear Fit of Data1_B

2,5

Nota:  Los datos de carga y descarga con la resistencia de 10kΩ  y el condensador de 47 fueron mal tomados, por lo que no se tendrán en cuenta para los resultados y el análisis del laboratorio. RESULTADOS Y ANALISIS.

=

Error

2,0

1,5    )   v    (   v   n    l

1,0

0,5

0,0 0

2

4

6

Tiempo (s)

8

10

 Física experimental.

Linear Regression for Data1_B:

Rta/  Cuando esta es pequeña, el condensador se carga rápidamente, y cuando esta es más grande le lleva más tiempo cargarse

 =  + 

Parameter   

Value 0,60398 0,20659

 =

Error 0,30441 0,05149

|0,212  0,206|

0,212 = 2,83%

CONCLUSIONES

∗ 100%

Preguntas.

1. ¿Qué efecto tiene una resistencia sobre el  proceso de carga y descarga? Rta/  El efecto que tiene una resistencia en el  proceso de carga y descarga de un condensador (capacitor), es en que hará variar la Constante de tiempo dependido de su valor Óhmico, o sea, a mayor resistencia mayor tiempo de carga o descarga. 

De la realización de la práctica podemos concluir que los condensadores tiene la capacidad de cargar y descargar una cantidad de energía eléctrica en función del tiempo y que esta fluye rápidamente si no posee una resistencia que restrinja el paso directo de esta. Esto nos puede ayudar a regular el flujo de las cargas impidiendo que elementos delicados se fundan con los cambios bruscos de energía. BIBLIOGRAFÍA

Física Vol. II - Campos y Ondas –  Marcelo Alonso & Edward J. Finn. Curso de Física Berkeley Electricidad y Magnetismo Vol. II _ Segunda edición –   Edward M. Pursell. Física para ciencias e ingenierías  –   Vol. II, 9na Edición –  Raymond A. Serway & John W. Jewett.

2. ¿Por qué en el último periodo de carga, la tensión del condensador aumenta muy Tipler, P. “Física Para Ciencia La Tecnología” lentamente? Volumen II. Editorial Reverte. Barcelona, 1999. Rta/ La tensión del condensador aumenta muy lentamente en el último periodo carga, ya que se incluye una resistencia junto con el condensador que está siendo cargado, lo que ocasiona que el aumento de la carga hacia su valor límite se retrase durante el periodo caracterizado por la constante de tiempo RC 3. ¿Qué influencia tiene una resistencia mayor sobre el proceso de carga? Rta/  cuando esta es pequeña, el condensador se carga rápidamente, y cuando esta es más grande le lleva más tiempo 4. ¿Qué influencia tiene una capacidad menor del condensador sobre el proceso de carga?