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• Jean Carlos Toloza

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LABORATORIO FISICA ELECTROMAGNETICA CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR

KESSIA TAHINA BAUTISTA LIZARAZAZO DIOMAR STEVEN GUERRERO PARADA JESUS ARMANDO QUINTERO

1980664 1980682 1980586

PRESENTADO A: CAMILO PRATO

TECNOLOGIA EN PROCESOS INDUSTRIALES UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER 03/06/2016

TABLA DE CONTENIDO

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

RESUMEN OBJETIVOS DESARROLLO TEORICO DETALLES EXPERIMENTALES RESULTADOS EXPERIMENTALES PROCESAMIENTO DE DATOS CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA

RESUMEN

Este informe se realiza en sustentación de la práctica de laboratorio relacionada con la carga y descarga de los condensadores. La práctica se realizó en las instalaciones designadas por la universidad, y con el apoyo académico del profesor encargado y los asistentes del laboratorio.

1.

OBJETIVOS

Objetivo General: Analizar los procesos de carga y descarga de un condensador a través de una resistencia. Objetivos Específicos:  Comprobar que la corriente en un circuito RC y la carga en el condensador, varían con

el tiempo, en el proceso de carga y descarga de un condensador.  Obtener experimentalmente las curvas de carga y descarga de un condensador en función de la corriente y el voltaje.  Determinar teórica y experimentalmente la constante de tiempo del circuito RC.

2.

DESARROLLO TEORICO

Considérese el circuito en serie de la figura. Inicialmente el condensador está descargado. Si se cierra el interruptor la carga empieza a fluir produciendo corriente en el circuito, el condensador se empieza a cargar. Una vez que el condensador adquiere la carga máxima, la corriente cesa en el circuito. En el circuito de la figura tendremos que la suma Vab+Vbc+Vca=0







El extremo a tiene un potencial mayor que el extremo b de la resistencia R ya que la corriente fluye de a a b. De acuerdo a la ley de Ohm Vab=iR La placa positiva del condensador b tiene mayor potencial que la placa negativa c, de modo que Vbc=q/C. El terminal positivo de la batería a tiene mayor potencial que el terminal negativo c, de modo que Vca=-Ve , donde Ve es la fem de la batería.

3.

DETALLES EXPERIMENTALES

Se dio una explicación sobre el funcionamiento de los condensadores, después explicaron la práctica que consistía en que mientras se cargaba y se descargaba un condensador registrábamos datos en las tablas previamente dispuestas. Se tomaba un dato cada 20 segundos hasta completar 6 minutos con 20 segundos, mientras el condensador estaba cargando, y se realizó el mismo proceso de recolección de datos mientras en condensador se estaba descargando; pudo notarse que en la segunda ronda de recolección de datos estos coincidían en VR y VC.

4.

RESULTADOS EXPERIMENTALES

R = _1,62 MΩ__

C = _100 µF__

Tabla 1. Proceso de carga

t 20" 40" 1' 1' 20" 1' 40" 2' 2' 20" 2' 40" 3' 3' 20" 3' 40" 4' 4' 20" 4' 40" 5' 5' 20" 5' 40" 6' 6' 20"

VR

VC

18,77 16,86 15,3 13,69 12,44 11,3 10,36 9,5 8,81 8,18 7,63 7,15 6,74 6,34 6,03 5,75 5,49 5,26 5,06

2,15 3,93 5,55 6,93 8,1 9,14 10,04 10,84 11,5 12,09 12,6 13,06 13,44 13,8 14,09 14,37 14,61 14,82 15,01

I= VR / R

Tabla 2. Proceso de descarga

q= CVC

t VR 20" -14,03 40" -12,26 -10,8 1' 1' 20" -9,54 1' 40" -8,38 -7,39 2' 2' 20" -6,51 2' 40" -5,73 -5,04 3' 3' 20" -4,45 3' 40" -3,91 -3,47 4' 4' 20" -3,05 4' 40" -2,68 -2,35 5' 5' 20" -2,06 5' 40" -1,83 -1,62 6' 6' 20" -1,43

VC 13,1 11,46 10,11 8,4 7,84 6,84 6,09 5,36 4,72 4,15 3,66 3,22 2,84 2,5 2,2 1,94 1,72 1,5 1,32

I= VR / R

q= CVC

5.

PROCESAMIENTO DE DATOS

1. Calcule los valores de corriente y carga de las tablas 1 y 2. R/ Tabla 1. Proceso de carga

t 20" 40" 1' 1' 20" 1' 40" 2' 2' 20" 2' 40" 3' 3' 20" 3' 40" 4' 4' 20" 4' 40" 5' 5' 20" 5' 40" 6' 6' 20"

Tabla 2. Proceso de descarga

VR

VC

I= VR / R

q= CVC

18,77 16,86 15,3 13,69 12,44 11,3 10,36 9,5 8,81 8,18 7,63 7,15 6,74 6,34 6,03 5,75 5,49 5,26 5,06

2,15 3,93 5,55 6,93 8,1 9,14 10,04 10,84 11,5 12,09 12,6 13,06 13,44 13,8 14,09 14,37 14,61 14,82 15,01

11,59 10,41 9,44 8,45 7,68 6,98 6,40 5,86 5,44 5,05 4,71 4,41 4,16 3,91 3,72 3,55 3,39 3,25 3,12

215 393 555 693 810 914 1004 1084 1150 1209 1260 1306 1344 1380 1409 1437 1461 1482 1501

t VR 20" -14,03 40" -12,26 -10,8 1' 1' 20" -9,54 1' 40" -8,38 -7,39 2' 2' 20" -6,51 2' 40" -5,73 -5,04 3' 3' 20" -4,45 3' 40" -3,91 -3,47 4' 4' 20" -3,05 4' 40" -2,68 -2,35 5' 5' 20" -2,06 5' 40" -1,83 -1,62 6' 6' 20" -1,43

VC

I= VR / R

q= CVC

13,1 11,46 10,11 8,4 7,84 6,84 6,09 5,36 4,72 4,15 3,66 3,22 2,84 2,5 2,2 1,94 1,72 1,5 1,32

-8,66 -7,57 -6,67 -5,89 -5,17 -4,56 -4,02 -3,54 -3,11 -2,75 -2,41 -2,14 -1,88 -1,65 -1,45 -1,27 -1,13 -1,00 -0,88

1310 1146 1011 840 784 684 609 536 472 415 366 322 284 250 220 194 172 150 132

2. Grafique en función del tiempo la variación de la corriente y la carga del condensador en el proceso de la carga y descarga del mismo. R/anexo en el trabajo. 3. Calcule la constante de tiempo RC y demárquela sobre dicha gráfica. R/anexo en el trabajo.

4. Demuestre que el producto de RC tiene unidades de tiempo si R y está dada en ohmios y C en faradios. R/ R=Ω

5. Investigue al menos dos aplicaciones de los RC. R/ 



Las luces de navidad contienen, condensadores que se cargan y se descargan es por eso que las luces prenden y apagan; algunas tiene varios caminos es por eso que tiene varias formas de prender y apagar. Los avisos luminosos están basados en un tabla llena de condensadores que son alineados, un voltaje carga y descarga los mismos en diferentes tiempos (depende de la capacidad del condensador), haciendo una forma llamativa de publicidad.

6. Calcular el tiempo que tarda el condensador en adquirir el 99% de su carga final. R/

7. Cuando tardaría el condensador en cargarse un 100%. Explique. R/ tarda 10 min y 1 segundo aproximadamente.

6.

CONCLUSIONES

 Se logró observar los tiempos en los que un condensador se cargaba.  Se demostró e forma experimental el funcionamiento de los condensadores mientras están cargados y descargados.  Grafica se demostró el curvamente de la corriente en los condensadores.  Consideramos nuevas formas de utilizar el multímetro.

7.

BIBLIOGRAFIA

Guía de laboratorio de física electromagnética Cecilio Mendoza Reyes- Cúcuta, 2012. PAGINAS (41-44) http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/rc/rc.htm http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Carga-descarga-condensador.php