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“AÑO DE LA DIVERSIFICACION PRODUCTIVA Y DEL FORTALISIMIENTODE LA EDUCACION”
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO – PUNOFACULTAD: INGENIERIA AGRICOLAESCUELA PROFESIONAL: INGENIERIA AGRICOLA
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INFORME N°004-UNAP-2015
DOCENTE : L!" LENIN SUCA HUALLATA Docente de laboratorio - física III.
INTEGRANTES: #UISPE AROCUTIPA RONALD $ORDAN
ASUNTO : Informe de circuito RC
FEC%A : ! "#$"#%!
Tenemos el a&rado de diri&irnos a Ud. 'ara informarle lo si&uiente(
El día lunes %) de *ulio a las +(## de la ma,ana en el Deartamento AcadmicoDe /ísico 0atem1tico N2 3#3 se reali45 la r1ctica N2 #6 El Circuito RC elob*eti7o rincial era arender 8ue en un circuito RC de corriente directa ladescar&a de un caacitor tiene un comortamiento e9onencial. 'ara lo cualad*unto en %+ :o*as ara 8ue lo re7ise ; considere el informe.
A&'(&)*'(&':
------------------------------------------<uise arocutia Ronald *ordan
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I" O+$ETIVOS
Estudiar los asectos b1sicos del circuito RC.
=bser7ar los rocesos de car&a ; descar&a de un caacitor a tra7s de
un resistor. =btener los &r1ficos de descar&a tanto de corriente como 7olta*e del
condensador. =bser7ara la 7ariaci5n de la diferencia de otencial en un circuito R-C ara
determinar sus comortamientos resecto al tiemo. =bser7ar el roceso de car&a ; descar&a de un caacitor en un circuito R-C.
Calcular los orcenta*es de error> la caacitancia ; constante de tiemo
e9erimentales del caacitor ; comarar dic:os resultado con los 7alores te5rico.
Encontrar la relaci5n e9istente entre la car&a del condensador ; la
descar&a del condensador con resecto al tiemo> el comortamiento
8ue e9erimenta el condensador con resecto a la car&a ; descar&a de
7olta*e durante el tiemo.
Encontrar la relaci5n matem1tica e9istente entre el tiemo transcurrido
con resecto a la car&a ; con resecto a la descar&a de un condensador
La relaci5n e9istente 8ue :a; entre la car&a ; la descar&a de un
condensador
RESUMEN
En esta r1ctica de Circuitos RC 8ue se trata de un circuito conformado or un
caacitor ; una resistencia conectados en aralelo ; en serie resecti7amente
a una fuente de 7olta*e de ) 7oltios.
El e9erimento consiste en conocer ; obser7ar los rocesos de car&a ;
descar&a de un caacitor con la influencia de un resistor> ara esto fue
necesario ir re&istrando los datos del 7olta*e ; la corriente 8ue 7arían con
resecto al tiemo.
Una 7e4 obtenido los datos se rocede a &raficar al ?olta*e 7s tiemo> ;
Corriente resecto al tiemo> obser7ando 8ue ambas &raficas no son lineales.
Entonces ara conocer la raide4 con la 8ue se car&a el caacitor es necesario
:allar la constante de tiemo τ de una &rafica semilo&aritmica de Corriente
7s tiemo> donde la endiente de dic:a &rafica reresenta a @-%" τ .
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II" FUNDAMENTO TEORICO
El condensador es un disositi7o electr5nico de &ran utilidad en circuitos
elctricos. Una de sus características m1s imortantes es 8ue ermite
acumular car&a ; ener&ía elctrica.
Los circuitos RC son circuitos 8ue est1n comuesto or una resistencia ; un
condensador. Se caracteri4a or 8ue la corriente uede 7ariar con el tiemo.
Cuando el tiemo es i&ual a cero> el condensador est1 descar&ando> en el
momento 8ue emie4a a correr el tiemo> el condensador comien4a a car&arse
;a 8ue :a; una corriente en el circuito. Debido al esacio entre las lacas del
condensador> en el circuito ni circula corriente> es or eso 8ue se utili4a una
resistencia
Cuando el condensador se car&a comletamente> la corriente en el circuito es
i&ual a cero. 'or a se&unda le; de Birc::off dice( 7@IR-@8"C
Donde 8"C es la diferencia otencial en el condensador. En un tiemo i&ual a
cero> la corriente ser1( I?"R cuando el condensador no se :a car&ado
comletamente> la corriente es cero ; la car&a ser1 i&ual a( <C?
CARGA DE UN CONDENSADOR
a se conoce 8ue las 7ariables deendiendo del tiemo ser1n I ; 8. la
corriente I se sustitu;e or d8"dt @7ariaci5n de la car&a deendiendo la
7ariaci5n del tiemo(
Q=Q0(1−e
−t
τ );V =V 0(1−e
−t
τ ); I = I 0e
−t
τ
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Deri7ando 8@t con resecto al tiemo obtenido
I ( t )= Q
RC e
−t
RC
DESCARGA DE UN CONDENSADOR
Debido a 8ue la diferencia de otencial en el condensador es IR8"C> la ra45n
de cambio de car&a en el condensador determinara la corriente en el circuito>
or lo tanto> la ecuaci5n 8ue resulte de la relaci5n entre el cambio de la
cantidad de car&a deendiendo del cambio en el tiemo ; la corriente en el
circuito> estar1 dada remla4ando Id8"dt en la ecuaci5n de diferencia de
otencial en el condensador(
I ( t )= Q
RC e
−t
RC
Se uede concluir entonces> 8ue la corriente ; la car&a decaen de forma
e9onencial.
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CONSTANTE DE TIEMPO
Al roducto RC es> ues una medida de u8e tan r1ida se car&a el caacitor
RC se llama constante de tiemo o tiemo de rela*aci5n del circuito ; se
reresente con > el cual es( Ʈ
RC @Constante de tiemo ara un circuito RC Ʈ
III" E#UIPOS Y MATERIALES
A. Interfa9 science orFs:o
G. Amlificador de otencia
C. Sensor de 7olta*e
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D. Cables de cone9i5n
E. Un condensador
/. Un interrutor de doble cambio
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. Resistencia @resistencia 7ariable
H. 0ultímetro di&ital
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IV" PROCEDIMIENTO
%. Conecte el senssor de 7olta*e ; el sensor de corriente a los canales
analo&icos de la intefa4.
ES#UEMA DEL CIRCUITO RC
Considere el si&uente circuito rc> ara car&a ; deacar&a inatantanea(
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%. Amlificador de otencia. Condensador
3. Resistor de la ca*a de resistencia6. Sensor de 7olta*e
Anote los datos de resistencia ; fuente ; condensador en el cuadro #%
ar1metro E7ento % E7ento E7ento 3
Resistencia ## %!## !##
/uente !7 !7 !7
Condensador
Ensa;o n % % %
A e*ecutar el cambio ara car&a ; descar&a con el sitc: en el circuito re7io
obtendr1 un &r1fico similar.
a b
A
R
+
-V↑
C V
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V" CUESTIONARIO
1" D' *,, ./!, !,( )3) ' /,./)*) )&) &3, '&'/*(''6'/*'(&)7*'(&' '7 &'*, ' !)/.) '!)/.) '7 !,('(),/"
8P)/) !)) '9'(&,
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3
2" D' *,, ./!, !,( 7) )3) '7 ./)!, D)&) S&3, '&'/*(''6'/*'(&)7*'(&' '7 9,7&);' *6*, '7 !,('(),/ '7 /,!', '!)/.) 8)/) !)) '9'(&,"
EVENTO 1: )/) 2200 !)/.) '!)/.)"
CARGA:
?=LTAE TIE0'=
0a9. !.$6 0a9. %%3.$%!
DESCARGA
?=LTAE TIE0'=
0a9. !.) 0a9. %%3.3$)%
EVENTO 2 : P)/) 1500 !)/.) '!)/.)"
CARGA:
?=LTAE TIE0'=
0a9. !.) 0a9. %%3.3)#6
DESCARGA
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?=LTAE TIE0'=
0a9. !.) 0a9. %%3.3)#6
EVENTO <: P)/) 2500 !)/.) '!)/.)"
CARGA:
?=LTAE TIE0'=
0a9. !.)6 0a9. %%.6+%%
DECARGA
?=LTAE TIE0'=
0a9. !.)6 0a9. %%.6+%%
<" =C37 ' 7) *6*) !)/.) )/) '7 !,('(),/ '( '&' '6'/*'(&,/'3'79) !,( '!3)!>( ?8&@ & 9)7,/ *6*, ' ./)!, 8)/) &,, 7,'9'(&,"
EVENTO 1: 'ara ## 7oltios
q ( t )=Q (1−e
−t
RC )
q (113.2715 )=2200(1−e
−113.2715
5.274
)q (113.2715 )=2200 (1−e
−21.48 x (−21.48) )
q (113.2715 )=2200 (1−0 )
q=2200/113.2715
q=19.42V / s
EVENTO 2: 'ara %!## 7oltios
q ( t )=Q (1−e
−t
RC )
q (113.3804 )=1500 (1−e
−113.38045.282 )
q (113.3804 )=1500 (1−e−21.47
x (−21.47) )
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q (113.3804 )=1500 (1−0 )
q=1500/113.3804
q=13.23V /s
EVENTO <( 'ara !## 7oltios
q ( t )=Q (1−e
−t
RC )
q (112.4911 )=2500(1−e
−112.4911
5.284
)q (112.4911 )=2500 (1−e
−21.29 x (−21.29) )
q (112.4911 )=2500 (1−0 )
q=2500/112.4911
q=22.22V / s
4" =C37 ' 7) !,//'(&' ?3' !,//',(' ) 7) !,(&)(&' ' &'*, '.B()&, ' R C *')(&' '!3)!>( ' !,//'(&' I8&"
EVENTO 1( 'ara ## 7oltios> :allando la corriente
I ?&
I4 .953
67 .7900
I =0.073V /s
EVENTO 2: 'ara %!## 7oltios> :allando la corriente
I ?&
I4 .965
36 .1500
I =0.137V /s
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EVENTO <( 'ara !## 7oltios> :allando la corriente
I ?&
I
4 .999
56.9100
I =0.88V /s
5" D'&'/*(' 7) '!3)!>( &'>/!) '7 9,7&);' '( 3(!>( '7 &'*, )/) 7)!)/.) '!)/.) '7 !,('(),/ V8&
ECUACI=NES
CARA ( V ( t )=ϵ
(1
−e
−t
RC
)
DESCARA ( V f =V 0e
−t
RC
" C,('/)(, 7) '!3)!>( ,/*37)) ' 7) )(&'/,/ /'.3(&)@ '&'/*(''7 9,7&);' '7 !,('(),/ 8)/) 3( &'*, *', ' !)/.),'6'/*'(&)7 '( !)) '9'(&, '( ,/*) &'>/!)" 8A3*) !,*, )&, ,7, 7)/'&'(!) !,('(),/ '7 !3)/, N 1"
CARA ( V ( t )=ϵ (1−e
−t
RC
)
DESCARA ( V f =V 0e
−t
RC
" E( 7) ./!) ,H&'()@ 7'!&3/) '7 9,7&);' ' !)/.), )/) '7 **,&'*, *', !,('/)(, '7 )(&'/,/ /'.3(&)@ !,( '//)*'(&)(&'7.'(&' ' D)&) S&3, )(,&' 3 /'37&), '( '7 !3)/, N 2"
CUADRO N 2: Datos a e7aluar con data estudio con arc:i7os reali4ados
E9'(&, V,7&);' P)/) T2 8M&)D' T'*, D' C)/.),
#% 33.)+!s
# %$.3)!s
#3 ).3!s
J" C,( 7) /'3'&) ' 7) /'.3(&) '&'/*(' '7 '//,/ /'7)&9,,/!'(&3)7 !,*'&,"
E9'(&, R'&'(!) MK(*,8V M6*,8V MK(*,8 M6*,8#% ## -#.##! #.##! -%.####E-
6
%.####E-6
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# %!## -#.##! #.##! -%.####E-
6
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#3 !## -#.##! #.##! -%.####E-
6
%.####E-6
" +)), '( 7) ,H'/9)!,(' '6'/*'(&)7' /')7)) '67?3' !,*,3( !))!&,/ !,(3!' !,//'(&' !3)(, ' 7' !,('!&) ) 3() 3'(&')7&'/() 8AC"
Consiste en medir la corriente ; 7olta*e como funci5n del tiemo durante los
rocesos de car&a ; descar&a de un caacitor conectado a una fuente de
alimentaci5n CC.
Con estos datos e9erimentales se determinar1 la constante de tiemo> &> del
circuito. La constante de tiemo deende funcionalmente del 7alor de laresistencia ; caacidad en el circuito> or tanto> con esta informaci5n se
calcular1 el 7alor de la caacidad.
IMGENES
Ima en1. Conexiones del
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VI" CONCLUSIONES
• Se comrob5 8ue en un circuito RC conectado a una fuente de 7olta*e>
una resistencia influ;e en el tiemo en 8ue se car&a un caacitor> ambosconectados en serie ; aralelo resecti7amente.
• En el roceso de car&a del caacitor> el 7olta*e de este caacitor
aumenta de manera e9onencial a tra7s del tiemo> tendiendo :acia un7alor m19imo> 8ue corresondería a un 7alor cercano al 7olta*eentre&ado or la fuente de oder.
• En el roceso de descar&a del caacitor> el 7olta*e disminu;e de manera
e9onencial a tra7s del tiemo> eme4ando en un 7alor m19imo ;tendiendo a cero conforme el tiemo de descar&a transcurre.
• Cuando se descar&a el caacitor> la corriente es ne&ati7a> or8ue
in7ierte el sentido en el cual asa or el caacitor. Estos 7alores de
Imagen2.Obteniendo los
Imagen3.
Obteniendo los
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corriente 7arían e9onencialmente conforme transcurre el tiemo dedescar&a> comen4ando con un 7alor m19imo de corriente ; lue&otendiendo a cero.
VII" RECOMENDACIONES
Se re8uiere tener bien :ec:as las cone9iones antes de encender los
e8uios.
Tener cuidado con el trato de los e8uios ; materiales.
VIII" +I+LIOGRAFIA
Guía de Laboratorio de Física C. ICF - ESPOL. Revisión IV
SERWA! Ra"#ond. Física! Edic. $! Pearson Educación! %&'ico! ())*. SERWA! Ra"#ond A! Física! vo+ II. Edit. %cGra,-i++! tercera edición
revisada! */ 0tt1233,,,.#ono4ra5ias.co#3traba6os*(3circu3circu.s0t# 0tt1233,,,.unicro#.co#37ut8circuitoRC.as1