Fisica Circuito Rc Informe

7/24/2019 Fisica Circuito Rc Informe

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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



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 .



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



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.



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



D. Cables de cone9i5n

E. Un condensador

/. Un interrutor de doble cambio



. Resistencia @resistencia 7ariable

H. 0ultímetro di&ital



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(



%. 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



V" CUESTIONARIO

1" D' *,, ./!, !,( )3) ' /,./)*) )&) &3, '&'/*(''6'/*'(&)7*'(&' '7 &'*, ' !)/.) '!)/.) '7 !,('(),/"

8P)/) !)) '9'(&,



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



?=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) )



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



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



# %!## -#.##! #.##! -%.####E-

6

%.####E-6

#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



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



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

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