TRABAJO TALLER LABORATORIO Carga-Descarga C

Universidad Francisco de Paula Santander
Docente Helizain Pabón Lizcano
Nombre: Frank estiwenson amado Codigo:1370039

martinez
TRABAJO TALLER LABORATORIO FÍSICA 2
PRACTICA: CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR
Objetivo General:
1. Analizar los procesos de carga y descarga de un condensador a través de una

resistencia.
Objetivos específicos
1. 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.
2. Determinar teóricamente la constante de tiempo del circuito RC.
Materiales:
Para el desarrollo de esta práctica se utilizarán lo videos sobre la práctica de laboratorio
CONDENSADOR: CARGA Y DESCARGA SIMULADO CON WORKBENCH
(https://www.youtube.com/watch?v=pGavZDsy80o) y CARGA Y DESCARGA DE UN
CONDENSADOR (2) (https://www.youtube.com/watch?v=C5lWplbeU3M).
Teoría
En esta práctica utilizaremos el circuito de la Figura 1, en el que se tiene un
condensador, de capacidad C, que puede cargarse y descargarse a través de una resistencia
R. Ambos elementos están conectados en serie a los bornes centrales de un conmutador
bipolar de doble conexión. Los bornes superiores de dicho conmutador están conectados a
una fuente de alimentación de potencia, que suministra una diferencia de potencial
constante, V.
Se considera que inicialmente el condensador está descargado. Cuando se pasa el
conmutador a la posición "superior"(a), el condensador se va cargando, hasta que la
diferencia de potencial entre sus armaduras se iguala al potencial de la fuente. Si, una vez
que el condensador ha adquirido carga, se pasa el conmutador a la posición "inferior"(b), el
condensador se descarga través de la resistencia R. Ni el proceso de carga, ni el de descarga
son instantáneos, requiriendo ambos un tiempo que depende, de los valores de C y de R.
A.- Proceso de carga. Representemos por q(t) la carga y por i(t) la intensidad de la corriente
en el circuito en función del tiempo. Las diferencias de potencial instantáneas en la
resistencia VR y el condensador VC son:
Por lo tanto: Entonces:
En el instante en que se efectúan las conexiones, cuando q = 0, la intensidad inicial

es:
Cuando la carga va aumentando, crece el término q/C, y la intensidad disminuye
hasta anularse finalmente. Cuando i = 0, finaliza el proceso de carga y el condensador
queda cargado con una carga final dada por: qf = C V
Puede demostrarse que la carga en el condensador y la corriente en el circuito
varían, respectivamente, de acuerdo a las siguientes expresiones:
El producto RC, que aparece en el exponente, tiene dimensiones de tiempo y se

denomina constante de tiempo o tiempo de atenuación del circuito. La constante de tiempo
representa el tiempo que tarda el condensador en adquirir el 63% de su carga final de
equilibrio
B.- Proceso de descarga.
Supongamos que el condensador haya adquirido una carga q0 y que pasamos el
conmutador a la posición "inferior"(b), de modo que se pueda descargar a través de la
resistencia R. Nótese que q0 representa la carga inicial en un proceso de descarga y que no
es necesariamente igual a la qf definida anteriormente. Sólo si el conmutador ha
permanecida en la posición "superior"(a) un tiempo t>>RC, será q0 ≈ qf.
Dado que ahora no hay f.e.m. en el circuito (esto es V = 0), tenemos que R y C
quedan en paralelo. Se puede demostrar que la carga en el condensador y la corriente en el
circuito varían, respectivamente, de acuerdo a las siguientes expresiones:
Es fácil comprender que, en el proceso de descarga, la constante de tiempo del

circuito RC, representa el tiempo que tarda el condensador en reducir su carga a un 37% de
su valor inicial, esto es en perder el 63% de su carga.
Procedimiento.
1. Tomamos una fuente de tensión, damos un valor de 20 V. Agregamos el terminal de

masa.
2. Tomamos una resistencia, ubicándola en un lugar específico para el circuito. Luego
tomamos un condensador, colocamos el condensador de manera que quede la parte
positiva arriba
3. Tomamos un conmutador, pero con el terminal común dirigido hacia la derecha.
Le damos botón derecho y damos click en flip horizontal
4. Se acerca el cursor y cuando aparezca un punto negro, oprimimos hacia la
dirección positiva de la fuente. Luego hacemos lo mismo, pero la parte negativa de
la fuente hacia el terminal de masa. El terminar dos, lo llevamos hacia la parte
inferior entre la parte negativa de la fuente y el terminal de masa.
5. El terminal común con la resistencia y el otro lado de la resistencia hacia la parte
positiva del condensador.
6. Ultimo, la parte negativa del condensador con la parte negativa del terminal de
masa.
Carga y descarga de un condensador utilizando el voltímetro
Carga del condensador con el voltímetro
1. Para activar el conmutador debemos dar doble click y colocar una letra. Después de
dar la letra, oprimimos el botón de la tecla que denomina el conmutador y enseguida
el voltímetro empieza a marcar subiendo cada vez su valor. Luego de 10 segundos
el valor del voltímetro debe marcar 20v, el valor de la fuente.
2. Aumentamos el valor del condensador de 3000f, activamos la simulación
oprimiendo la tecla que denomina al conmutador. Observar que va subiendo de una
forma mas lenta porque el tiempo de carga ser 30 segundos.
Descarga del condensador con voltímetro

1. Ahora, le damos otra vez a la letra que denomina el conmutador para que quede en
la parte inferior y la descarga es muy rápida
2. Procedemos hacer lo anterior para la descarga, cuando el valor del condensador
es 3000 f.
Carga y descarga de un condensador utilizando el amperímetro
1. Abrimos el circuito en la parte de la resistencia y el condensador, bajando

el condensador
2. Rotamos el amperímetro de manera que sus líneas queden vertical. Pero el
negativo tiene que quedar en la parte inferior.
3. El positivo del amperímetro estará ubicado en la parte libre de la resistencia. La
parte negativa se conectará a la parte positiva del condensador. El condensador
emitirá una corriente muy elevada, por eso la intensidad aumenta. Cuando el
condensador se va cargando la intensidad va disminuyendo.
4. El valor de la resistencia se cambia a 1k Ohm. Se activa la simulación y también
el conmutador. La intensidad estar en un valor elevado y disminuirá hasta un
valor de 0, en cierto tiempo. Dando como conclusión que el condensador estará
cargado.
5. Cambiamos el conmutador para la parte inferior, en donde el valor del
amperímetro nos dará un valor elevado, pero con valor negativo hasta llegar a 0.
Análisis:
1. Consulte y Grafique en función del tiempo la variación de la corriente y la carga del

condensador en el proceso de carga y descarga del mismo.
Proceso de carga:
Corriente
Carga
Proceso de descarga
Corriente
Carga
2. Calcule la constante de tiempo RC mostradas en los videos.
𝑡 = 𝑅. 𝐶
2K . 1000f = 2
t = 2* 5= 10 s
3. Demuestre que el producto RC tiene unidades de tiempo si R está dada en ohmios y
C en faradios.
 . 𝐹 = 𝑅. 𝐶
𝐴.𝑆
=𝑉
𝑉 𝐴
𝐴 𝑉
.
𝐴 𝑉 .𝑆
(1) . (1) . 𝑆 = 𝑠
4. Investigue al menos dos aplicaciones de los circuitos RC
Filtro pasa bajo: Atenúa las frecuencias altas, dejando pasar las frecuencias bajas,
También denominado cuadripolar o bipuerto, la salida es la caída de tensión en capacitor
del circuito RC:
Filtro pasa banda: Es más bien un circuito RLC (resistor-bobina - condensador), que
permite pasar la frecuencia de resonancia del circuito, atenuando las demás frecuencias.
5. Calcular el tiempo que tarda el condensador en adquirir el 99% de su carga final.

Exprese el resultado en función de la constante de tiempo RC.
t = 𝑅. 𝐶 Se utiliza el voltímetro 𝑡 = 2𝐾 . 5𝑢𝑓 = 10𝑠
t = 𝑅. 𝐶 Se utiliza el amperímetro 𝑡 = 3𝐾 . 5𝑢𝑓 = 15𝑠
6. Cuanto tardaría el condensador en cargarse un 100%. Explique.
100% .
10 = 10.1010 𝑠
99%
7. ¿Por qué el valor de la corriente que se lee en el amperímetro en los procesos de

carga y descarga del condensador llevan signo contrario?
El que lleven signos contrarios significa que el elemento está en un estado de entrega de
energía al circuito conectado porque cuando I entra por la terminal positiva al elemento,
dicho elemento absorbe energía y por convención se considera que la potencia será
positiva.
8. Cuando el condensador se descarga, ¿Qué sucede con la energía que estaba
almacenada en el condensador?
El valor de la energía almacenada irá cayendo al pasar del tiempo.
9. ¿EL valor de la resistencia, influye en el tiempo en que se carga un condensador?
Si, el valor influye en el tiempo en que carga un condensador debido a que si más alta
es la resistencia más lenta será la carga pero entre menor sea la resistencia más rápido
cargará el circuito del condensador.
Conclusiones:
La resistencia R de un condensador tiene un comportamiento de inversamente proporcional

a la carga del circuito, es decir, al haber más R, menos carga y viceversa.
Los valores de tiempo arrojados por cada instrumento ya sea voltímetro o amperímetro se
verán afectos.
Deberá de tomarse una polaridad adecuada a usar en el capacitor o por el contrario dicho
elemento se quemará.

TRABAJO TALLER LABORATORIO Carga-Descarga C

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

TRABAJO TALLER LABORATORIO Carga-Descarga C

Cargado por

Información del documento

Descripción original:

Título original

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

TRABAJO TALLER LABORATORIO Carga-Descarga C

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Universidad Francisco de Paula Santander

Docente Helizain Pabón Lizcano

Nombre: Frank estiwenson amado Codigo:1370039

TRABAJO TALLER LABORATORIO FÍSICA 2

PRACTICA: CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR

1. Analizar los procesos de carga y descarga de un condensador a través de una

1. Comprobar que la corriente en un circuito RC y la carga en el condensador, varían

2. Determinar teóricamente la constante de tiempo del circuito RC.

Por lo tanto: Entonces:

En el instante en que se efectúan las conexiones, cuando q = 0, la intensidad inicial

El producto RC, que aparece en el exponente, tiene dimensiones de tiempo y se

Es fácil comprender que, en el proceso de descarga, la constante de tiempo del

1. Tomamos una fuente de tensión, damos un valor de 20 V. Agregamos el terminal de

Carga del condensador con el voltímetro

Descarga del condensador con voltímetro

Carga y descarga de un condensador utilizando el amperímetro

1. Abrimos el circuito en la parte de la resistencia y el condensador, bajando

1. Consulte y Grafique en función del tiempo la variación de la corriente y la carga del

2. Calcule la constante de tiempo RC mostradas en los videos.

4. Investigue al menos dos aplicaciones de los circuitos RC

5. Calcular el tiempo que tarda el condensador en adquirir el 99% de su carga final.

t = 𝑅. 𝐶 Se utiliza el voltímetro 𝑡 = 2𝐾 . 5𝑢𝑓 = 10𝑠

t = 𝑅. 𝐶 Se utiliza el amperímetro 𝑡 = 3𝐾 . 5𝑢𝑓 = 15𝑠

6. Cuanto tardaría el condensador en cargarse un 100%. Explique.

7. ¿Por qué el valor de la corriente que se lee en el amperímetro en los procesos de

El valor de la energía almacenada irá cayendo al pasar del tiempo.

9. ¿EL valor de la resistencia, influye en el tiempo en que se carga un condensador?

La resistencia R de un condensador tiene un comportamiento de inversamente proporcional

También podría gustarte