UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTA MARÍA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
PRÁCTICAS DE FÍSICA 2 TEMA: CARGA Y DESCARGA DE UN CAPACITOR AUTORES: - YURA MAMANI EMERSON RODRIGO - GOMEZ ZELA CHRISTOPHER - ROSADO CHILPA MANUEL JESUS FRANCISCO - MEDINA DEL VALLE MIGUEL RONALD
GRUPO Nº 10 HORARIO: VIERNES 1 - 1!
FECHA DE REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA: 22"0#"2012 FECHA DE ENTREGA DEL INFORME: 0$"0#"2012
2012
CARGA Y DESCARGA DE UN CAPACITOR
A. OBJETIVOS:
Analizar experimentalmente el proceso de carga y descarga de un capacitor. Determinar experimentalmente la constante de tiempo t.
B. FUNDAMENTO TEÓRICO
Introducción El capacitor es un dispositivo que almacena energía en un campo electrostático. Una lámpara de destello o de luz relámpago, por ejemplo, requiere una breve emisin de energía el!ctrica, un poco mayor de lo que generalmente puede proporcionar una batería. "odemos sacar energía con relativa lentitud #más de varios segundos$ de la batería al capacitor, el cual libera rápidamente #en cuestin de milisengundos$ la energía que pasa al %oco. &tros capacitores muc'o más grandes se emplean para proveer intensas pulsaciones de láser con el %in de inducir una %usin termonuclear en peque(as bolitas de 'idrgeno. )os capacitores se usan tambi!n para producir campos el!ctricos como es el caso del dispositivo de placas paralelas que desvía los 'aces de partículas cargadas. )os capacitores tienen otras %unciones importantes en los circuitos electrnicos, especialmente para voltajes y corrientes variables con el tiempo. )a propiedad para almacenar energía el!ctrica es una característica importante del dispositivo el!ctrico llamado *apacitor. +e dice que un capacitor está cargado, o sea cuando el capacitor almacena energía, cuando existe carga el!ctrica en sus placas o cuando existe una di%erencia de potencial entre ellas. )a %orma más comn para almacenar energía en un capacitor es cargar uno mediante una %uente de %uerza electromotriz %em- de !sta %orma y despu!s de un tiempo relativamente corto, el capacitor adquiere una carga el!ctrica o y por lo mismo tendrá una di%erencia de potencial /o entre sus placas. Al conectar un condensador en un circuito, la corriente empieza a circular por el mismo. A la vez, el condensador va acumulando carga entre sus placas. *uando el condensador se encuentra totalmente cargado, deja de circular corriente por el circuito. +i se quita la %uente y se coloca el condensador y la resistencia en cortocircuito, la carga empieza a %luir de una de las placas del condensador a la otra a trav!s de la resistencia, 'asta que la carga es nula en las dos placas. En este caso, la corriente circulará en sentido contrario al que circulaba mientras el condensador se estaba cargando. Carga
/#t$0/ 1 #23e3t45*$ 6#t$0 v 145 #e3t45*$ Descarga
/#t$0/ 1 #e3t45*$ 6#t$0 3 v 145 #e3t45*$ En donde:
/#t$ es la tensin en el condensador. / 7 es la tensin de la %uente. 6#t$ la intensidad de corriente que circula por el circuito.
5* es la capitancia del condensador en %aradios multiplicada por la resistencia del circuito en &'mnios.
C. MATERIALES a$ "laca de circuito y enc'u%es de puente %& 5esistencias de 27 8 Ω #9$
'& *apacitor de 9977 µ :, 2; / d$ e$ %$ g$ '$
6nterruptor y cables de conexin
D. ESQUEMA
E. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 2. 6nstale el equipo como se muestra en la %igura 2, utilizando un capacitor de 9977 : a 2; / y resistencia de 27 8. 9. +olicite al pro%esor la veri%icacin de la instalacin antes de conectar la %uente de tensin #29/3D*$ a la toma de la red el!ctrica.
=. )a %uente debe ser regulado en la escala > y luego mida la di%erencia de potencial de la %uente #$ con el voltímetro. >. 6nstale el voltímetro #escala de 97/$ en paralelo con el capacitor, tomando en cuenta la polaridad y manteniendo + abierto. ?. )uego proceda a realizar la conexin de + en el punto a #t 0 7$ y simultáneamente ponga en marc'a el cronmetro. ;. "ara intervalos de tiempo iguales a =7 segundos, tome la lectura del voltímetro y anote los valores de tiempo y voltaje en la tabla 2. @. 5ealice la adquisicin de los datos experimentales 'asta que el voltímetro marque un voltaje constante para por lo menos = tiempos di%erentes. )o que signi%ica que el capacitor 'a alcanzado su carga máxima.
Descarga del capacitor . "ara proceder con la descarga del capacitor, realice simultáneamente la conexin de + con b y ponga en marc'a el cronmetro. B. "ara intervalos de tiempo iguales a =7 segundos, tome la lectura del voltímetro, 'asta que el voltaje tienda a ceroC Anote los valores de tiempo y voltaje en una tabla 2.
F. ANÁLISIS DE DATOS: 6.1Para lo !alor" o#$"%&'o "% ()*+ ,ra-&/" V0 "% -/%0&% '" $+ 'o%'" V0 " la '&-"r"%0&a '" 2o$"%0&al "% "l 0a2a0&$or 2ara "l 2ro0"o '" 0ar,a
6.3 Encuentre el valor de ex y calcule el valor de VC + en cualquier instante t. Resolución
Para la carga:
Y = 0.03587142 ( X ) + 3.23095238
Para Descarga Y = -0.0349 (X) + 8.91666
4.COMPARACION 5 EVALUACION EXPERIMENTAL. 7.1 Compare y analice los procesos de carga y descarga del capacitor, desarrollado experimentalmente. Resolución
El proceso de carga se realiza en un intervalo de tiempo muy peque(o, mientras que en el proceso de descarga el tiempo aumenta.
. CONCLUSIONES: 2. +e determin experimental mente que es posible 'allar la constaste de tiempo. 9. &bservamos que un capacitor se carga más rápido respecto a la descarga del capacitor. =. Esta di%erencia de tiempo no depende del material que usemos en la experiencia. >. allamos la constante tiempo t
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