UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNO

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA Y METALURGICA

ESCUELA DE INGENIERIA GEOLOGICA

CIRCUITOS ELECTRICOS

CURSO: INFORME DE LABORATORIO DE FÍSICA III

DE: IVAN SANDRO QUISPE MAMANI

DOCENTE:

GRUPO: 314

Yo cumplo con informar con el ensayo de laboratorio realizado el dia

------- del año en curso en el mega laboratorio de física, desarrollando el

tema CIRCUITO RC, el cual detallo en hojas para su consideración y

evaluación .

……………………………………………. Firma estudiante IVAN SANDRO

QUISPE MAMANI

CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR

RESUMEN:

Veremos cómo se comporta la corriente eléctrica con un condensador en distintos intervalos de tiempo. Observaremos cómo se comporta el condensador cuando se carga y se descarga a y desde un voltaje determinado por una fuente de poder, y con ayuda de los datos tomados determinaremos la gráfica los puntos de carga y descarga.

Para el siguiente experimento se utilizó una placa para poder armar circuitos, la cual estaba constituida por pequeños orificios unidos entre sí por una placa metálica que iba por debajo de esta, en estos orificios se insertaban los elementos y conductores para que la corriente pudiera fluir.

También a la placa le conectamos una fuente de poder (la cual cargaría a él condensador), una resistencias mayores de 2500 Ohms v, y un condensador de 330 uF y 16 Volts.

La fuente de poder entregaba una cantidad de energía constante. Para medir los tiempos empleamos un cronometró, y para poder medir cuanto se había cargado o descargado el condensador se utilizó un voltímetro, el cual marcaba los diferentes voltajes que presentaba el condensador, ya sea cargando o descargando.

1. INTRODUCCIÓNEl condensador es un elemento empleado en todo tipo de circuitos eléctricos para almacenar temporalmente carga eléctrica. Está formado por dos conductores (frecuentemente dos películas metálicas) separados entre sí por un material dieléctrico. Cuando aplicamos una diferencia de potencial Δ V entre ambos un conductor adquiere una carga +Q y el otro −Q de modo que

Q=C ΔVDonde C es la capacidad del condensador. Esta última representa la carga eléctrica que es capaz de almacenar el condensador por unidad de voltaje y se mide en faradios (1 Faradio = 1 Culombio / 1 Voltio).En la práctica emplearemos el circuito que está montado en la base de metacrilato de laFig. 1a. Su esquema se encuentra en la Fig. 1b donde el interruptor S tiene tres posiciones; neutro (vertical), carga y descarga. Este interruptor permite seleccionar dos de los circuitos que se emplean en la práctica.

1.1.- Proceso de carga.Inicialmente el condensador ha de encontrarse descargado. Para asegurar su descarga, basta conectar antes de empezar un cable entres sus dos bornes. Como muestra la Figura 2a, al pasar el interruptor S a la posición A, la fuente de alimentación con un voltaje V o se conecta, de modo que circula una corriente i (t ) a través de la resistencia R1 .

2. MARCO TEÓRICO

FUNDAMENTO TEÓRICO

Si en un tiempo t se transfiere una carga q’(t) de una placa a otra, la ddp en este instante de tiempo será:

V (t )=q(t)C

La transferencia de una carga extra de que, requiere un trabajo extra que vendrá dado por:

dW =V (t ) dq= qC

dq

El proceso termina cuando toda la carga ha sido transferida y el sistema queda en equilibrio. El trabajo desarrollado en este proceso será:

W =∫ dW =∫0

q qC

dq

3. OBJETIVOS

GENERALES Encontrar la relación existente entre la carga del condensador y la descarga del

condensador con respecto al tiempo, el comportamiento que experimenta el condensador con respecto a la carga y descarga de voltaje durante el tiempo.

ESPECIFICOS Determinar el voltaje en un capacitor que se carga y descarga en un circuito de serie

paralela. Determinar el tiempo en que el capacitador alcanza su máxima carga. La relación existente que hay entre la carga y la descarga de un condensador.

4. EQUIPOS Y MATERIALES:- Una (01) resistencias con carga mayor.- Un (01) multímetro.- Un (01) condensador.- Un (01) protoboard.- Una (01) fuente de poder.- Un (01) amperímetro.

CARACTERISTICAS DE LOS EQUIPOS Y MATERIALES

•PROTOBOARD: El "protoboard","breadboard" (en inglés)o "placa board" es un tablero con orificios conectados eléctricamente entre sí, habitualmente siguiendo patrones de líneas, en el cual se pueden insertar componentes eléctricos y cables para el armado y prototipo de circuitos electrónicos y sistemas similares. Está hecho de dos materiales, un aislante, generalmente un plástico, y un conductor que conecta los diversos orificios entre sí. Uno de sus usos principales es la creación y comprobación de prototipos de circuitos

electrónicos antes de llegar a la impresión mecánica del circuito en sistemas de producción comercial.

•MULTÍMETRO: Un multímetro, también denominado polímetro, tester o multitester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas 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 márgenes de medida cada una. Los hay análogos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida).

•RESISTENCIAS: Se denomina resistor o bien resistencia al componente eléctrico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente como resistencias. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc. Se emplean resistencias para producir calor aprovechando el efecto joule.

CONDENSADOR: Se denomina condensador al dispositivo formado por dos placas conductoras cuyas cargas son iguales pero de signo opuesto. Básicamente es un dispositivo que almacena energía en forma de campo eléctrico. Al conectar las placas a una batería,

estas se cargan y esta carga es proporcional a la diferencia de potencial aplicada, siendo la constante de proporcionalidad la capacitancia: el condensador.

AMPERÍMETRO: Un amperímetro es un instrumento que se utiliza para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. Un micro amperímetro está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio.

5. PROCEDIMIENTO:

Proceso de carga:

Montar el circuito con el condensador y la resistencia en su respectivo lugar Comprobar por la lectura del voltímetro que el condensador está

completamente descargado. Encender el alimentador, leer simultáneamente los resultados del multímetro

desde el t=0.07 (un alumno se ocupara de cada instrumento). Anotar los

resultados del proceso de carga del condensador con un intervalo de cada 5 s a partir del t=0.07.

Se espera hasta que el potencial en el condensador permanezca constante, y se anota dicho valor. Este valor corresponde al Vmax de saturación de la subida.

Proceso de descarga:

Se desconecta la fuente de alimentación y empieza la cronometracion, manteniendo

el circuito abierto, el condensador se descarga solo a través de la resistencia y se toma el valor del voltaje con el multímetro hasta que llegue a 0.07.

DATOS EXPERIMENTALES:1. Calculamos el valor de la resistencia depende a sus colores.2. Apuntamos los datos encontrados y verificamos con lo encontrado con el multímetro.

6. RESULTADOS

TABLA N° 1 TABLA N° 2

RESISTENCIA RESISTENCIA CODIFICADA

RESISTENCIA MEDIDA

Naranja, Blanco , Marrón , Morado 409.5Ω - 370.5Ω 385Ω

DESCARGATIEMPO VOLTAJE0 11.335 10.510 8.915 6.920 5.325 430 3.135 2.640 2.145 1.850 1.655 1.260 0.7

CARGATIEMPO VOLTAJE0 0.75 1.1910 1.915 3.120 4.225 5.330 6.935 7.640 8.345 9.950 10.555 11.3460 11.33

7.

OBSERVACIONES

Al colocar las resistencias debemos de usar clips de resortes del protobard sin tener que doblar las resistencias.

8. CONCLUSIONES

0 10 20 30 40 50 60 700

2

4

6

8

10

12

DESCARGA DE UN CONDENSADOR

TIEMPO

VOLT

AJE

GRÁFICA N° 1

0 10 20 30 40 50 60 700

2

4

6

8

10

12

CARGA DE UN CONDENSADOR

Series2

TIEMPO

VOLT

AJE

GRÁFICA N° 2

GRÁFICA N° 3

A través del siguiente trabajo nos pudimos dar cuenta sobre ciertas cosas, por ejemplo que la relación que hay entre el tiempo con la carga del condensador, es un tipo de relación directa lo cual mientras mayor es el tiempo mayor es la carga que va a tener el condensador.

Por otro lado la relación que tiene la descarga del condensador con respecto al tiempo es una relación indirecta, a medida que transcurre más tiempo, la carga del condensador es menor.

Con respecto a los gráficos en el de descarga se puede ver que en el inicio de las mediciones las diferencias de voltaje de descarga eran mayores con respecto a los intervalos de descarga finales, la diferencia de voltaje mientras avanza el tiempo, disminuyen los intervalos de descarga. Lo que nos lleva a tener una curva logarítmica.

Con respecto a la carga del condensador en el inicio, la diferencia de carga de un intervalo de voltaje es mayor mientras avanza el tiempo a que cuando nos acercamos al límite de la carga máxima del condensador, lo que nos lleva a tener una curva con forma exponencial, o logarítmica, pero con el signo contrario.

9. RECOMENDACIONES

Si se quiere tener mayor veracidad de los resultados del experimento, se deben utilizar resistores nuevos, aunque los usados no afectan en gran medida los resultados.

Realizar cada una de las prácticas en el laboratorio con las diferentes seguridades para la persona, así como también el cuidado de los aparatos electrónicos.