Circuito RC

UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO
GUÍA No 5. CIRCUITO RC SERIE – CAÍDA EXPONENCIAL

Ana Sinisterra Vidal y Henry Pinto González
Profesor: Álvaro Pérez Tirado. 1 de octubre del 2018
Asig: Física Electromagnética, facultad de ingeniería, universidad del atlántico,
B/quilla.
INTROCUCCION
En la experiencia se realizó el análisis de un circuito compuesto por un resistor y
un capacitor llamado RC, con el fin de determinar la forma como el capacitor varia
su diferencia de potencial, su comportamiento y los diversos fenómenos físicos
que ocurren en este tipo de circuitos, entre estos está el proceso de carga y
descarga de un capacitor buscando así determinar el tiempo que gasta este en
llegar a la mitad de su voltaje máximo y el tiempo de descarga total lo cual se verá
en las gráficas obtenidas experimentalmente.
OBJETIVOS
 Estudio teórico práctico de un circuito RC sometido a voltaje directo (CD).
 Determinar el tiempo de vida media (𝑡1/2 ) de la carga de un capacitor en un
circuito RC.
 Determinar la constante de tiempo capacitiva 𝜏 (tiempo de relajación) del
circuito.
MONTAJE EXPERIMENTAL
Figura 5.1. Esquema del montaje experimental circuito RC.

MARCO TERORICO
Se le llama circuito RC a un circuito que contiene una combinación en serie de un

resistor y un capacitor, un capacitor es un elemento capaz de almacenar
pequeñas cantidades de energía eléctrica para devolverla cuando sea necesario.
Los capacitores tienen muchas aplicaciones que se utilizan para almacenar carga
y energía por eso es importante entender lo que sucede cuando se cargan y
descargan.
Capacitor: en la electricidad y electrónica un capacitor, condensador o

capacitador es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es un componente
pasivo que está formado por un par de superficies conductoras en situación de
influencia ( esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van
a parar a otra), generalmente en forma de tablas, esferas o laminas, separadas
por un material dieléctrico (siendo este utilizado en un condensador para disminuir
el campo eléctrico, ya que actúa como alistaste) o por el vacío, que sometidos a
una diferencia de potencial adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en
una de las placas y negativa en la otra (siendo nula la carga total almacenada).
PROCEDIMIENTO
1. Se realizó el montaje experimental teniendo en cuenta lo siguiente:

 Condensador =200nF
 condensador =330nF
 Resistencia = 10000 ohm
2. Se midió el voltaje vs tiempo con una variación de 15s en el programa CASSY

LAB II con un voltaje de 12v inicialmente para cargar la fuente.
3. Seguidamente en el programa se realizó la gráfica con los valores obtenidos

experimentalmente hasta alcanzar los 10.78v.
4. Se realizó la gráfica con la fuente descargada.
TABLA DE DATOS
A partir de las mediciones realizadas con el multímetro se obtuvieron distintos

voltajes y mediante el desarrollo de la ley de Kirchhoff para hallar la
capacitancia eléctrica a partir de una relación.
Vo(t)=E(1-e^-t/Ϯ)
t/s Ve/v
0 0.08
15Ϯ 0.95
30Ϯ 1.80
45Ϯ 2.58
60Ϯ 3.27
75Ϯ 3.92
∞ E
CÁLCULOS TEÓRICOS
Condiciones iniciales t=0 entonces q=0 esta descargado el capacitor:
E – VR – Vc = 0
𝑞
E – iR – = 0 ; i= dq/dt
𝐶
𝑑𝑞 𝑞
E–R – = 0
𝑑𝑡 𝐶
𝑑𝑞 𝑞
-R = –E
𝑑𝑡 𝐶
𝑑𝑞 𝑞−𝐸𝑐
- =
𝑑𝑡 𝑅𝐶
𝑑𝑞 𝑑𝑡 𝑞 𝑑𝑞 𝑡 𝑑𝑡
- =  -∫0 = ∫0 𝑅𝐶
𝑞−𝐸𝐶 𝑅𝐶 𝑞 − 𝐸𝐶
Sea u= q – Ec
du= dq
GRAFICAS
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

Las aplicaciones que presenta un capacitor se aprecian al estudiar el circuito RC y
estas se basan en los mismos principios que son una carga y una descarga del
capacitor regulada con el tiempo por la acción conjunta de capacitor y resistor, la
constante de tiempo de este se encuentra multiplicada por la resistencia en
ohmios y el capacitor en faradios siendo su resultado en segundos.
Los circuitos Rc tienes unas características particulares que consisten en que la

corriente pueda variar con el tiempo cuando el tiempo es igual a cero, el capacitor
esta descargado en el momento que empieza a correr el tiempo el capacitor
empieza cargarse debido a que circula una corriente en el circuito per después
cuando el capacitor se carga completamente la corriente en el circuito es igual a
cero
PREGUNTAS
1. Debe tener muchas precauciones al manipular este circuito después

de haber cargado el condensador. ¿Por qué?
Porque cuando un circuito RC se encuentra conectado a una fuente tiene
un comportamiento descrito de la siguiente forma:
V(t)=V(o)(1-e^-t/T)
Donde el voltaje es máximo a través del capacitor y ha almacenado carga y
energía
2. Teniendo en cuenta las dimensiones de 𝑹 y 𝑪 encuentre las

dimensiones de la constante de tiempo 𝝉 = 𝑹𝑪.
𝝉 = 𝑹𝑪. ; 𝑹 = 10000 Ω y 𝑪 = 200nF
𝝉 = (10000Ω)(20nF)
𝝉 =200000RC
𝝉= 2x10^-6s
𝑹 = [Ω] ; 𝑪 = [𝑭]
𝝉 = 𝑹𝑪
𝑽 𝑪 𝑱. 𝑪 𝑪
𝝉 = ( )( ) = .
𝑨 𝑽
3. Encuentre el tiempo de vida media del capacitor e interprete su

resultado.
4. Realice un gráfico en papel milimetrado de 𝒗𝑪 versus 𝒕 para el
proceso de carga y de descarga y a partir de él, encuentre el tiempo de
vida media (𝒕𝟏/𝟐 ). Compare el valor obtenido con el obtenido en la
parte 1.
5. Compare los diferentes valores obtenidos (teórica y
experimentalmente, a partir de las gráficas) para la constante de
tiempo del circuito.
6. Obtenga las expresiones para el voltaje de carga, la carga y el
corriente tanto para el proceso de carga y de descarga del circuito de
la Figura 5.1.
7. Demuestre que el producto RC tiene dimensiones de tiempo.

(Esta demostración la tienes en el cuaderno)
8. Calcule el tiempo que tarda el condensador en adquirir el 99.9% de su
carga final, expresando el resultado en función de la constante de
tiempo 𝝉.
𝒗𝒄
9. Para el proceso de carga realice la gráfica de (𝟏 − ) 𝐯𝐞𝐫𝐬𝐮𝐬 𝒕.
𝑽𝒇𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆
(Esta grafica también la tienes en la memoria)
10. Interprete la gráfica y encuentre el tiempo de relajación del circuito.
Compare el valor obtenido con el teórico.
11. Para el proceso de descarga, realice la gráfica de 𝒗𝑪 versus 𝒕.

Interprete la gráfica y encuentre a partir de ésta el voltaje de la fuente y
la constante de tiempo del circuito.
Cuando un circuito RC solo está conformado por la resistencia y el
capacitor se dice que el sistema se está descargando y la ecuación que
rige este comportamiento es:
V (t) = Vo.e^`t/ 𝝉
12. ¿Qué puede concluir de este experimento?

Podemos concluir que cuando un circuito Rc solo esta con Los circuitos Rc
tienes unas características particulares que consisten en que la corriente
pueda variar con el tiempo cuando el tiempo es igual a cero, el capacitor
esta descargado en el momento que empieza a correr el tiempo el capacitor
empieza cargarse debido a que circula una corriente en el circuito per
después cuando el capacitor se carga completamente la corriente en el
circuito es igual a cero.
CONCLUSIONES
 Al realizar esta práctica de laboratorio podemos concluir que cunado el
circuito Rc estaba conectado a la fuente su carga aumentaba de manera
considerada con respecto al tiempo, pero cuando se desconectaba este se
descargaba. Si el capacitor está siendo cargado su voltaje aumenta y la
diferencia de potencial del resistor disminuye al igual que la corriente y
obviamente, la carga aumenta se forma inversa sucede con la corriente ya
que esta tiende a cero.
 También se puede concluir que cuando la corriente circula por el circuito Rc

este va a ser inversamente proporcional a la resistencia y directamente
proporcional el voltaje.
 Las mediciones realizadas nos permitieron observar el circuito Rc sometido

a una corriente directa, su carga y descarga, tiempo de vida media y el
tiempo de relajación.
ANEXOS
BIBLIOGRAFÍA
1. Internet:
https://es.wikipedia.org/wiki/Mediciones_el%C3%A9ctricas
2. Serway, Raymond A. física para ciencias e ingeniería, tomo ll 5 edicion pág.

871, 872, 873, 874

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GUÍA No 5. CIRCUITO RC SERIE – CAÍDA EXPONENCIAL

Figura 5.1. Esquema del montaje experimental circuito RC.

Se le llama circuito RC a un circuito que contiene una combinación en serie de un

Capacitor: en la electricidad y electrónica un capacitor, condensador o

1. Se realizó el montaje experimental teniendo en cuenta lo siguiente:

2. Se midió el voltaje vs tiempo con una variación de 15s en el programa CASSY

3. Seguidamente en el programa se realizó la gráfica con los valores obtenidos

4. Se realizó la gráfica con la fuente descargada.

A partir de las mediciones realizadas con el multímetro se obtuvieron distintos

Condiciones iniciales t=0 entonces q=0 esta descargado el capacitor:

ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

Los circuitos Rc tienes unas características particulares que consisten en que la

1. Debe tener muchas precauciones al manipular este circuito después

2. Teniendo en cuenta las dimensiones de 𝑹 y 𝑪 encuentre las

3. Encuentre el tiempo de vida media del capacitor e interprete su

7. Demuestre que el producto RC tiene dimensiones de tiempo.

11. Para el proceso de descarga, realice la gráfica de 𝒗𝑪 versus 𝒕.

12. ¿Qué puede concluir de este experimento?

 También se puede concluir que cuando la corriente circula por el circuito Rc

 Las mediciones realizadas nos permitieron observar el circuito Rc sometido

2. Serway, Raymond A. física para ciencias e ingeniería, tomo ll 5 edicion pág.

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