Universidad Católica de Santa María P. P. de Ingeniería Mecánica Eléctrica y Mecatrónica
Práctica Nº 10 REIMEN !R"NSI!#RI# $E $ESC"R" $E UN C"P"CI!#R "%ellid&s y N&'(res)
Paredes Chuctaya Abel Paulino Quispe Apaza Abimael Carrasco Fuentes Angel Obando Luna Jose Carlo Cruz Larico Edwin
"re*+i%a
,N$ICE #(-etiv&s../ Intr&d+cción./ Es*+e'a. Pr&cedi'ient& E%eri'ental "nálisis de dat&s e%eri'entales..2 C&'%aración y Eval+ación de Res+ltad&s3 C&ncl+si&nes10 4i(li&gra5ía..10
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PR6C!IC" Nº10 REIMEN !R"NSI!#RI# $E $ESC"R" $E UN C"P"CI!#R #47E!I8#S
En esta %ráctica se est+dia el c&'%&rta'ient& de l&s circ+it&s RC9 %ara ell& se &(tendrán las leyes de la intensidad y la carga en 5+nción del tie'%&9 y se c&'%ararán c&n l&s &(tenid&s teórica'ente. Medir la c&nstante de tie'%& de +n circ+it& de +n circ+it& RC9 tant& %ara val&res grandes c&'& %e*+e:&s. Medir indirecta'ente la carga y la energía al'acenadas en +n c&ndensad&r. Enc&ntrar e%eri'ental'ente la res%+esta de +n circ+it& RC a +na se:al c+adrada9 %&r 'edi& de las se:ales de salida9 tant& en el c&ndensad&r c&'& en la resistencia.
IN!R#$UCCI;N
C&nsidere'&s el circ+it& '&strad& en la 5ig+ra 19 *+e c&nsta de +n c&ndensad&r inicial'ente cargad& c&n > M9 +na resistencia R y +n interr+%t&r S . Mientras el interr+%t&r está a(iert&9 la di5erencia de %&tencial a través Q del c&ndensad&r es 8 C ? 9 y la caída de %&tencial en la resistencia es M
C
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cer&9 ya *+e I ? 0. Si el interr+%t&r se sierra en t ? 09 el c&ndensad&r c&'ien@a a descargarse a través de la resistencia. "%licand& las leyes de AircBB&55 d+rante la descarga del c&ndensad&r
decreci'ient&
IR 0
a c&rriente en el circ+it& es ig+al a la ra%ide@ de de la carga en el c&ndensad&r I
dq dt
y la ec+ación se %+ede escri(ir c&'&) dq q
1
RC
dt
Integrand& y t&'and& en c+enta *+e %ara t ? 09 * ? >M se &(tiene) q
Q M
dq q
1
q t RC Q M
t
RC 0
dt ln
q t QM e FtGRC dq
c&'& I t dt 9 al sacar la derivada negativa de la ec+ación 1/ se &(tiene la c&rriente c&'& 5+nción del tie'%&. Q I t e FtGRC ? I e FtGRC RC M
0
I t
I 0 e Ft
QM
d&nde la c&rriente inicial es ig+al a I RC . a carga en el c&ndensad&r
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ES>UEM"
PR#CE$IMIEN!# EHPERIMEN!") $ESC"R" $E UN C"P"CI!#R.F 1. Instale el e*+i%& c&'& se '+estra en el es*+e'a. =. C&l&*+e el c&n'+tad&r en la %&sición aJ . /. U(i*+e las resistencias R1 K R= de 100 &B' y =00 &B' res%ectiva'ente. . L. C&l&car el v<í'etr& de tal 5&r'a *+e registre el v<a-e del ca%acit&r. . Cerrar el circ+it& del y &(servar el val&r del v<a-e9 c+and& el ca%acit&r se carga. C+ál es el val&r del v<a-e 'ái'& del ca%acit&r c+and& esta cargad& V : 15.16 0.01V
2. +eg& c&l&*+e el v<í'etr& en %aralel& en las resistencias de R=. O. C&l&*+e el c&n'+tad&r en la %&sición (J y si'+ltánea'ente registre el tie'%& y el v<a-e c&rres%&ndiente.
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3. "n&te s+s dat&s en la !"4" 1. !"4E" 1.
ect+r 8R= 8D a 1 1.12 = 1/.1 / 1=.= L 1=.0= 11.=L 2 10.0 O .30 3 .1 3. 10 O.3 11 O.L 1 2. 1/ 2.L 1L 2.02 1 .22 12 .=3 1O L./ 13 L.20 1 L./1 =0 L.0/ =1 /.OO == /.= =/ /./0 =L /.10 = =.0
t sD 0 20 1=0 130 =L0 /00 /20 L=0 L30 L0 200 220 O=0 O30 3L0 00 20 10=0 1030 11L0 1=00 1=20 1/=0 1/30 1LL0
"N"ISIS $E $"!#S EHPERIMEN!"ES) 1. C+ánd& se dice *+e el ca%acit&r esta cargad& E%li*+e. Se dice *+e el c&ndensad&r esta cargad&9 c+and& entre s+s ar'ad+ras es ig+al a la tensión a%licada. En tal instante cesa la c&rriente de carga y a+n*+e el c&ndensad&r siga c&nectad& al generad&r9 ya n& Bay '&vi'ient& alg+n& de s+s electr&nes9 ni9 %&r tant&9 c&rriente eléctrica. "+n*+e se a(ra el interr+%t&r9 el c&ndensad&r sig+e cargad& y eiste +na %&tencia entre s+s
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%lacas9 %+diend& 'antener al'acenada s+ energía d+rante algQn tie'%&. Una ve@ cargad&9 si l& desc&necta'&s del generad&r y +ni'&s s+s %lacas 'ediante +n Bil& c&nd+ct&r9 se %r&d+ce la descarga del 'is'&. &s electr&nes %asan de +na %laca a &tra9 de(id& a las 5+er@as eistentes n l ca'%& eléctric&9 *+e tienden9 a sit+ar l&s electr&nes en l&s l+gares de &rigen en s+s át&'&s9 de(id& a l& c+al9 se %r&d+ce la c&rriente de descarga de sentid& c&ntrari& a la de cargaD. =. Calc+lar el val&r de cada cas& del l&garit'& del v<a-e en la resistencia R=9 registre s+s cálc+l&s en la !"4" 1. ect+r 8R= 8D a 1 1.12 = 1/.1 / 1=.= L 1=.0= 11.=L 2 10.0 O .30 3 .1 3. 10 O.3 11 O.L 1 2. 1/ 2.L 1L 2.02 1 .22 12 .=3 1O L./ 13 L.20 1 L./1 =0 L.0/ =1 /.OO == /.= =/ /./0 =L /.10 = =.0
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t sD n8 R=D 0 20 1=0 130 =L0 /00 /20 L=0 L30 L0 200 220 O=0 O30 3L0 00 20 10=0 1030 11L0 1=00 1=20 1/=0 1/30 1LL0
=.O= =. =.2 =.L =.L= =./ =.=3 =..=1 =.1L =.0O =.00 1./ 1.32 1.30 1.O/ 1.22 1. 1.= 1.L2 1./ 1./= 1.= 1.1 1.1/ 1.02
/. ra5i*+e en %a%el 'ili'etrad&9 +sand& +na escala a%r&%iada9 el v<a-e 8R= en 5+nción del tie'%&JtJ. R"
+é c&ncl+ye la R"+é re%resenta E%li*+e. y y 0
m
m
m
8.51 x10
x x 0 2.90 15.16 1440 0 3
a %endiente re%resenta el invers& negativ& de la c&nstante m
8
1
.
L. C&n la ay+da de la %endiente de la R"
1
m 1 8.51 x10
3
117 .51 segundos
a incertid+'(re es) 2.03
. C&'%arar el val&r de la c&nstante de tie'%& &(tenid& e%eri'ental'ente c&n el val&r calc+lad& a %artir de l&s val&res n&'inales de la ca%acitancia C y resistencia R=. a c&nstante teórica'ente es) R * C
220 x10
726 segudundos
3
x3300 x10
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&s val&res s&n le-an&s9 est& se de(e a l&s err&res c&'etid&s en la reali@ación de la %ráctica. 2. >+é ti%& de err&r se aB c&'etid& E%li*+e. El err&r c&'etid& es +n err&r siste'átic&9 ya *+e es %r&v&cad& %&r las %ers&nas *+e ela(&ra'&s la %ráctica9 est&s err&res s&n la ineactit+d la 'ala sincr&ni@ación9 etc. O. >+é re%resenta la %endiente de la R"
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C#NCUSI#NES)
&s tie'%&s de carga y descarga de%enden sól& de l&s val&res de resistencia y ca%acidad y n& de las tensi&nes & c&rrientes esta(lecidas.
El c&ndensad&r n& se %+ede descargar instantánea'ente9 s+ inercia eléctrica se &%&ne a l&s ca'(i&s (r+sc&s de tensión9 variand& e%&nencial'ente.
En régi'en %er'anente9 transc+rrid& tie'%& s+5iciente9 l&s c&ndensad&res se c&'%&rtan c&'& circ+it&s a(iert&s en c&rriente c&ntin+a9 n& de-and& circ+lar intensidad 'ás *+e en el %eri&d& transit&ri& de carga.
de5ine el tie'%& en *+e de'&ra el C&ndensad&r en Cargarse & $escargarse.
En el %r&ces& de descarga de +n c&ndensad&r9 el v<a-e dis'in+ye de la 'is'a 5&r'a9 es decir9 e%&nencial'ente.
a resistencia ta'(ién retarda el %r&ces& de descarga y ta'(ién se relaci&na directa'ente %r&%&rci&nal c&n .
4I4I#R"<,")
Btt%)GGTTT.netc&'.esG%e%eeleGane&sGtransit&ri&src.Bt' Btt%)GGTTT.&%tica.+nican.esG5isicaMinasG%racticasGPrac03.d&c Btt%)GGares.+ni'et.ed+.veG5isicaG5%5i01Gla(GRC=0!ransit&ri&.d&c Btt%)[email protected].+cBile.clGVlB+issierGMisWay+dantiasGMet&d&sI= 003GIn5&r'e1.%d5
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