Osciladores y Capacitores

 

 

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I. 

RESUMEN INTRODUCTORIO

a.  OBJETIVOS 1.  Comprobar que un capacitor, conectado a un circuito, necesita un tiempo de carga. 2.  2. Observar la curva típica carga-descarga de un capacitor alimentado por una corriente tipo onda cuadrada. 3.  3. Comprender el funcionamiento del capacitor.

b. PRECAUCIÓN PRECAUCIÓNES ES EXPERIMENTALES

1.  Leer cuidadosamente la forma de usar el osciloscopio.

2.  Hacer las conexiones en su debido orden y puerto conector correspondiente para evitar daños en la fuente de poder, osciloscopio y multímetro. 3.  Seguir el correcto orden de la guía de trabajo.

c. BREVE RESUMEN DEL EXPERIMENTO  En este experimento se realizaron distintos montajes con el osciloscopio para ver algunos de los efectos o propiedades que tienen los capacitores, asi como la función que estos hacen, también la comparación del tiempo de carga y descarga de los mismos. También se aprendieron nuevas cantidades escalares como ser los voltajes pico, y pico-pico.

 

 

II. 

REPORTE DE DATOS A A. 

1. 

Monte en el „protoboard‟ el siguiente circuito:

2.  Mida con el multímetro digital activado en la opción de medir voltaje en DC que la fuente

proporcione 12 Voltios, para ello conecte en e n paralelo el multímetro a la fuente.

Fuente de voltaje 

Protoboard 

Multímetro

 

3.  Monte el circuito mostrado en el diagrama. Tenga mucho cuidado de conectar tanto el

multímetro como el osciloscopio en Paralelo al Capacitor. 4.  Configure el osciloscopio en 1V/Div, 50seg/Div y reduzca la posición vertical al punto que la flechita con un 1 este en el primer cuadro contando de abajo hacia arrib arriba a de la pantalla. 5.  Tenga a mano el cronómetro. En el momento que encienda la fuente inicie el cronómetro. (Se recomienda usar el cronometro de su celular o el onlinestopwatch en una ccomputadora). omputadora). De no ser así tendría que detener el procedimiento, descargar el capacitor y repetir la actividad. 6.  Cada 15 segundos, vaya viendo y anotando la lectura del voltímetro en la TABLA# 3; esta

lectura irá poco a poco aumentando hasta estabilizarse e igualar a la tensión de entrada, para este caso se medirá por 6 minutos. (Recomendación: antes de empezar verifique que su capacitor este descargado). 7.  Al finalizar tome una foto de la pantalla del osciloscopio.

Curva de c arga arga del capacitor 

Mechas de la fuente 

Sonda del osciloscopio 

configuración repita los pasos del 1 al 7 ahora con un capacitor de 10μF p por or 3 8.  Con la misma configuración

minutos y llene la TABLA# 3.b. 

 

Curva de carga con capacitor de 10 micro faradios.

 

B.  Análisis de la curva carga-descarga en un capacitor.

1.  Conecte el generador de funciones con el canal1 de su osciloscopio, genere una señal de onda

cuadrada de 100Hz y voltaje pico-pico de 5V (aproximadamente). Verifique la señal con el osciloscopio y tome una imagen de la onda cuadrada. 2.  Usando la señal de onda cuadrada, monte el circuito siguiente:

3.  Presione Auto-Set.

4.  Observe la curva carga-descarga en el osciloscopio y tome una foto de la pantalla del

osciloscopio. 5.  Modifique el tiempo/división (aumente) y vuelva a tomar una pantalla. 6.  Compare la señal directa de la fuente con la de la serie R-C. 7. 

 

Sonda del generador Sonda del

   osciloscopio

 

III.  REGISTRO DE DATOS

 Valores de tiempo de carga aproximados, medido con cronómetro y con osciloscopio, para cada uno de los capacitores usados.

1. Voltajes pico de la fuente y de la serie R-C 2. Valores de C y R usados. 3. Período de la señal de entrada y de la curva carga-descarga 4. Gráficas de la pantalla con la señal de entrada y la de la curva carga-descarga (si el osciloscopio permite grabar en memoria, hágalo en un „diskette‟ de usted; si no,

tómele una foto con su celular o copie manualmente las gráficas junto con la cuadrícula de la pantalla de modo que la escala de su dibujo asegure fidelidad con la gráfica en la pantalla).

 

TABLA #1 VOLTAJE PICO-PICO

VOLTAJE PICO

PERIODO

FRECUENCIA

5.2

2.47

1.000mS

1.0000kHz

TABLA #2 TENSIÓN

CURSO 1 TENSIÓN

CURSO 2 TENSIÓN

TIEMPO

CURSO 1 TIEMPO

CURSO 2 TIEMPO

2.50

1.22V

1.28V

2.41mS

1.25ms

1.16Ms

TIEMPO

VOLTAJE 0.77 1.40 1.97 2.44 2.87 3.25 3.5 3.81 4.07 4.26 4.46 4.74

 

4.86 4.96 5.05 5.13 5.19 5.25 5.30 5.35 5.39 5.42 5.45 *Con capacitor de 100 micro faradios y resistencia 1M Ohmio. (6 min.)

TIEMPO

VOLTAJE 5.70 5.69 5.70 5.70 5.69 5.69

 

5.69 5.70 5.69 5.69 5.69 5.69 *Con capacitor de 10 micro faradios y resistencia 1M ohmio. (3 min.)

VOLT 70 60 50 70

40

60

30

50

20

40

10

30

0 1

20 10 0

TIEMPO VOLTAJE VOLTAJE VS TIEMPO 1

1. 

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

2

3

4

 

Los valores obtenidos hubiesen sido difíciles de calcular por ser muy pequeños y los tiempos de carga hubiesen sido más rápidos o más lentos al cambiar la resistencia, estos valores fueron escogidos para llegar a un momento de poder comprender mejor el funcionamiento o mecánica de los componentes (capacitores) 2. 

Investigue por qué si en un circuito alimentado con corriente alterna se introduce un capacitor se produce un retraso de la señal de d e voltaje respecto a la corriente. Después a la luz de la experiencia realizada, explique la razón física de esto. Consulte reactancia capacitiva. 3. 

 

Porque es un tipo de corriente en la cual fluctúa de positiva a negativa entonces siempre abra un paso de energía eléctrica aunque el capacitor se cargue y descargue.

La rapidez de carga y descarga sería se ría mucho más rápida.