LABORATORIO CIRCUITO RC

Fritz, Josu., Cantillo, Daniela., Lobo, Sandro., Reyes, Fabiola y Arrieta, Joseph.

Universidad del AtlnticoFacultad de Ingeniera Industrial.Fsica Electromagntica.

Resumen

Esta experiencia de laboratorio de circuito RC consiste en estudiar el proceso de carga y descarga de un capacitor, utilizando dos tipos de capacitor en el circuito en paralelo, conectado a una fuente de voltaje de 6V. Se observa y se va registrando los datos del voltaje y la corriente que varan con respecto al tiempo. A continuacin se demostrar el proceso por medio de grficas.Palabras claves: capacitor, carga, descarga, voltaje.

Universidad del Atlntico. Fritz, Cantillo, Lobo, Reyes y Arrieta. Circuito RC. 2

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1. Introduccin

Las importantes aplicaciones que presenta un condensador se aprecian al estudiar el circuito RC, la enorme diversidad de aplicaciones se basan todas en los mismos principios, una carga y una descarga del condensador regulada en el tiempo por la accin conjunta del resistor y del condensador.La constante de tiempo de un circuito RC se encuentra multiplicando la resistencia en Ohmios y el capacitor en Faradios y el resultado.

2. Objetivos

Objetivo General Estudiar la evolucin temporal y el comportamiento de un circuito RC de forma prctica.

Observar los procesos de carga y descarga de un capacitor a travs de un resistor. Obtener los grficos correspondientes.

3. Base Terica

Circuito RCSe denomina circuito RC aquel en el que interviene una resistencia y una capacidad. La corriente en un circuito RC fluye en un solo sentido, como en los circuitos de corriente continua, pero la intensidad de corriente vara con el tiempo. [1, p. 752]

Entre las caractersticas de los circuitos RC est la propiedad de ser sistemas lineales e invariantes en el tiempo; reciben el nombre de filtros debido a que son capaces de filtrar seales elctricas de acuerdo a su frecuencia. [2]

CapacitorUn capacitor es un dispositivo que almacena energa potencial elctrica y carga elctrica. Para hacer un capacitor basta con aislar dos conductores uno del otro. Para guardar energa en este dispositivo, se transfiere carga de un conductor al otro de modo que uno tenga carga negativa, y el otro una cantidad igual de carga positiva. [3, p. 914]

Resistencia ElctricaLa idea de resistencia se vincula a la oposicin que ejerce algo o alguien. En el contexto de la electricidad, el concepto refiere al componente de un circuito que dificulta el avance de la corriente elctrica, a la traba en general que ejerce el circuito sobre el paso de la corriente y a la magnitud que, en ohmios, mide dicha propiedad.Los elementos que presentan una elevada resistencia elctrica se utilizan en los circuitos como resistores. Se trata de piezas que incluso reciben el nombre de resistencia elctrica y que se ubican entre dos puntos especficos del circuito para resistir el paso de la corriente. [4]

MultmetroUn multmetro, tambin denominado polmetro, tester o multitester, es un instrumento elctrico porttil para medir directamente magnitudes elctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios mrgenes de medida cada una. Los hay analgicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya funcin es la misma (con alguna variante aadida).El multmetro o tester se usa para medir magnitudes elctricas tales como la tensin (En Volts), la corriente (en Amperes) y la resistencia (en Ohm).Consta de dos puntas con las cuales tomas la medicin en el punto del circuito que te interesa. Y tambin tiene una llave selectora donde se indica la escala en la cual vas a medir la parte del circuito seleccionada, si no es colocada la escala correspondiente, es probable que el multmetro se queme, aunque hoy en da muchos son con auto rango, pero igual debes tener cuidado. [5]

4. Procedimiento

1) Armar el circuito que necesitbamos. 2) Ajustar el voltaje de la fuente a 6V. (aunque el comportamiento del circuito es independiente de este valor)3) Tomar los tiempos de cargar del capacitor de 470 F. 4) Tomar los tiempos de descarga del capacitor de 470 F.5) Cambiamos el capacitor de 470 F a uno de 2200 F.6) Tomar los tiempos de carga del capacitor de 2200 F.7) Tomar los tiempos de descarga del capacitor de 2200 F.

5. Datos

Tabla I Carga Capacitor 370 MF

Tabla II Descarga Capacitor 470 MF

Tabla III Carga Capacitor 2200 MF

Tabla IV Descarga Capacitor 2200 MF

6. Anlisis

1) De qu depende el tiempo de carga y descarga en un circuito RC?Carga en un RC

Un capacitor es un dispositivo que al aplicrsele una fuente de alimentacin de corriente continua se comporta de una manera especial. Cuando el interruptor se cierra, la corriente I aumenta bruscamente a su valor mximo como un cortocircuito) y tiene el valor de amperios (como si el capacitor no existiera momentneamente en este circuito RC), y poco a poco esta corriente va disminuyendo hasta tener un valor de cero. El voltaje en el capacitor no vara instantneamente y sube desde 0 voltios hasta E voltios (E es el valor de la fuente de corriente directa conectado en serie con R y

C) Descarga en un RC

Un condensador / capacitor en un circuito RC serie no se descarga inmediatamente cuando es desconectada de una fuente de alimentacin de corriente directa Cuando el interruptor pasa de una posicin A a la posicin B, el voltaje en el condensador Vc empieza a descender desde Vo (voltaje inicial en el condensador) hasta tener 0 voltios de la manera que se ve en el grfico anteriores.La corriente tendr un valor mximo inicial de y la disminuir hasta llegar a 0 amperios.La corriente que pasa por la resistencia y el condensador es la misma. Acordarse que el un circuito en serie la corriente es la misma por todos los elementos.

2) Encuentre las ecuaciones para carga y descarga para cada situacin dada.

Ecuacin para Carga

Ecuacin para Descarga ;

3) Grafique en una misma hoja el voltaje en la resistencia y el capacitor.

Fig. 1 Carga Capacitor 470 MF

Fig. 2 Descarga Capacitor 470 MF

Fig. 3 Carga Capacitor 2200 MF

Fig. 4 Descarga Capacitor 2200 MF

4) Qu ocurre con la corriente a medida que se carga un capacitor?Cuando el interruptor se cierra, la corriente I aumenta bruscamente a su valor mximo como un cortocircuito) y tiene el valor de I = E / R amperios (como si el capacitor no existiera momentneamente en este circuito RC), y poco a poco esta corriente va disminuyendo hasta llegar a cero.

5) Los tiempos de carga y descarga en un capacitor dependern del voltaje de la fuente?

El tiempo , de carga, o descarga, de un capacitor depende del valor de la capacitancia y de la resistencia en el circuito, tal que = RC. Al tiempo se le conoce tambin como constante de tiempo, tiempo de relajacin, o tiempo caracterstico del circuito RC.

7. Conclusiones

De esta experiencia de laboratorio pudimos concluir que cuando existe una resistencia y un capacitor en un circuito este se comportara como circuito RC. Si el capacitor est siendo cargado su voltaje aumenta y la diferencia de potencial del resistor disminuye al igual que la corriente, obviamente la carga aumenta de forma exponencial y tiende asintticamente hacia un valor final Q de carga, contrario sucede con la corriente ya que este tiende asintticamente hacia cero. Al descargar el capacitor lo que aumenta es la corriente y disminuye la carga, su comportamiento es el mismo para cuando se carga el capacitor, su crecimiento (corriente) y decrecimiento (carga) se hace exponencialmente. Todo esto ocurre durante un instante de tiempo igual a RC.

8. Referencias

[1] P. A. Tipler y G. Mosca, Fsica para la ciencia y la tecnologa, Volume 2, Barcelona: Revert, 2005. [2] Wikipedia La enciclopedia libre, [En lnea]. Available: https://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_RC.[3] F. Weston Sears, A. Lewis Ford y R. A. Freedman, Fsica Universitaria: Con fsica moderna, Volumen 2, Pearson Education, 2005. [4] Definicion.de, [En lnea]. Available: http://definicion.de/resistencia-electrica/.[5] D. Orozco, Slideshare, 2011. [En lnea]. Available: http://es.slideshare.net/david_orozco/multmetro-8766472.

Lista de FigurasFig. 1 Carga Capacitor 470 MF3Fig. 2 Descarga Capacitor 470 MF3Fig. 3 Carga Capacitor 2200 MF3Fig. 4 Descarga Capacitor 2200 MF4

Lista de TablasTabla I Carga Capacitor 370 MF2Tabla II Descarga Capacitor 470 MF3Tabla III Carga Capacitor 2200 MF3Tabla IV Descarga Capacitor 2200 MF3