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    Circuitos RC

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    Vicente Ortiz
    Este documento describe un experimento para verificar experimentalmente las curvas de carga y descarga de un circuito RC variando la resistencia con un potenciómetro. El circuito consistió en una fuente de 5V, un potenciómetro de 10kΩ y un capacitor de 2.2μF. Se realizaron mediciones teóricas, experimentales y de simulación para comparar los resultados, los cuales tuvieron pequeñas variaciones. El experimento confirmó el comportamiento teórico de los circuitos RC.

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    Circuitos RC

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    Este documento describe un experimento para verificar experimentalmente las curvas de carga y descarga de un circuito RC variando la resistencia con un potenciómetro. El circuito consistió en una fuente de 5V, un potenciómetro de 10kΩ y un capacitor de 2.2μF. Se realizaron mediciones teóricas, experimentales y de simulación para comparar los resultados, los cuales tuvieron pequeñas variaciones. El experimento confirmó el comportamiento teórico de los circuitos RC.

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    Circuitos Rc

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    Este documento describe un experimento para verificar experimentalmente las curvas de carga y descarga de un circuito RC variando la resistencia con un potenciómetro. El circuito consistió en una fuente de 5V, un potenciómetro de 10kΩ y un capacitor de 2.2μF. Se realizaron mediciones teóricas, experimentales y de simulación para comparar los resultados, los cuales tuvieron pequeñas variaciones. El experimento confirmó el comportamiento teórico de los circuitos RC.

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    Este documento describe un experimento para verificar experimentalmente las curvas de carga y descarga de un circuito RC variando la resistencia con un potenciómetro. El circuito consistió en una fuente de 5V, un potenciómetro de 10kΩ y un capacitor de 2.2μF. Se realizaron mediciones teóricas, experimentales y de simulación para comparar los resultados, los cuales tuvieron pequeñas variaciones. El experimento confirmó el comportamiento teórico de los circuitos RC.

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    Circuitos RC

    Anlisis de circuitos elctricos Mecatrnica 2-1 Cd. Victoria, Tam. a 08 de marzo de 2014

    Dr. Carlos Adri n Calles Arriaga David Isa Garca Melo Vicente Antonio Ortiz Cordova Israel Abdel Azis Talip Rios

    CIRCUITOS POR MALLAS

    Resumen
    En el siguiente reporte se registran los resultados de la prctica realizada para comprobar experimentalmente las curvas de carga y descarga de un circuito RC, construido en un protoboard, variando los valores de la resistencia del circuito mediante un potencimetro de 10 k, manteniendo constante el valor capacitancia del circuito con un solo capacitor de 2.2 F, 50V, haciendo uso un osciloscopio para apreciar el comportamiento de las curvas de carga y descarga del circuito RC construido.

    CIRCUITOS POR MALLAS

    I. Introduccin
    Un capacitor es un dispositivo que almacena energa potencial elctrica y carga elctrica, formado por dos conductores cualesquiera separados por un aislador (o un vaco). Para guardar energa en este dispositivo, se transfiere carga de un conductor al otro de modo que uno tenga carga negativa, y el otro, una cantidad igual de carga positiva. Con respecto a un capacitor, la relacin de la carga en cada conductor con relacin a la diferencia de potencial entre los dos conductores es una constante, llamada capacitancia [1]. De modo contrario a como se hace con las resistencias, la capacitancia equivalente en un circuito dado con capacitores en paralelo es igual a sumar el valor de las capacitancias de cada capacitor del circuito. Si estn en serie, se procede a sacar el inverso del total de la suma de los inversos de cada capacitor.

    Figura 1: Capacitor elemental [1] Ceq = (C1-1 + C2-1 + + Cn-1 )-1 Ceq = C1 + C2 + + Cn Capacitores en serie Capacitores en paralelo

    Un circuito RC es un circuito constituido por lo menos por una resistencia y un capacitor. Estos tienen aplicaciones prcticas en dispositivos que requieren tener un retraso en la carga del mismo. El tiempo de carga y de descarga del circuito se puede calcular mediante 2 ecuaciones parecidas, en las que se asigna una constante , el cual es el resultado del producto de la resistencia total del circuito por la capacitancia total del mismo: = RC Las frmulas para calcular el tiempo la carga y descarga de un circuito son las siguientes [2]: Carga

    Descarga El tiempo (t) puede ser considerado en 2 unidades, ya sea en segundos o en , cuidando de que se use la misma unidad en la ecuacin. La grfica que se genera al registrar los datos obtenidos (segn los valores de considerados para poder obtener la grfica de carga y descarga del circuito RC, ya sea 0.5, 2, etctera) es la siguiente:

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    Figura 2: Representacin grfica del voltaje de alimentacin, terica y experimentalmente[3]. A continuacin, se presentan los resultados de la prctica 7, en la que se obtiene como resultado de aprendizaje comprobar experimentalmente las curvas de carga y descarga de los circuitos RC.

    CIRCUITOS POR MALLAS

    II. Desarrollo
    En esta prctica se aplicaron todos los conocimientos vistos en clase. Primeramente se desarroll el mtodo convencional conocido con las frmulas de carga y descarga mencionadas anteriormente. En la prctica el circuito constaba de una entrada de corriente de 5v, un potencimetro de 10k, y un capacitor 2.2F, 5V; dicho potencimetro se us para variar el valor de resistencia. El primer valor que se le dio al potencime tro era de 2k, y se procedi a obtener los valores de carga y descarga y a su vez los valores de tao cuanto equivaldra en ms (milisegundos). Enseguida se fueron cambiando los valores del potencimetro a 4k, 6k, 8k y 10k; pero en todas las variaciones de este se tiene que obtener el tiempo de carga y descarga y la equivalencia de tao en ms. En este mtodo terico se debe de obtener tao (este se obtiene multiplicando la resistencia por el capacitor), el valor de este lo dividimos entre 10 ya que este es el periodo total de carga y descarga, el resultado de dicha operacin ser el que divide a 1000, ya que el periodo sali en milisegundos, en esta ltima operacin se obtiene la frecuencia.

    Fig. 1. Circuito realizado. Posteriormente se construy el circuito original en el protoboard ya hecho esto, se realizaron experimentalmente las mediciones con el osciloscopio y ayuda del generador de funciones, para comparar y localizar las variaciones entre los resultados tericos (previamente calculado), y el experimental, pero en este caso las variaciones de los valores eran muy pequeas y no se vieron diferencias. En el generador de funcionesse eligi el tipo de onda que se necesitaba, en este caso es la onda cuadrada.Tambin escogemos el voltaje necesario y seleccionamos la frecuencia que obtuvimos por el mtodo terico. En el osciloscopio se mostraron la grfica y los datos de la misma onda generada.

    Fig 2. Grfica obtenida experimentalmente

    CIRCUITOS POR MALLAS

    III. Resultados
    Tabla I. Resultados tericos. 6k 8k 10k 0 6.6 13.2 19.8 26.4 33 34.8 46.2 52.8 59.4 66 0 8.6 17.6 28.4 35.2 44 52.8 51.6 70.4 79.2 88 0 11 22 33 44 55 66 77 88 99 110

    t 0 .5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

    2k 0 2.2 4.4 6.6 8.8 11 13.2 15.4 17.6 19.8 22

    4k 0 4.4 8.8 13.2 17.6 22 26.4 30.6 35.2 39.6 44

    Carga (v) 0 1.9667 3.1606 3.884 4.3233 4.5895 4.751 4.8440 4.9084 4.9444 4.9663.

    Descarga (v) 5 3.0326 2.8343 1.1156 .6766 .4104 .2489 .1509 .0915 .0555 .0336

    Grfica I. Carga y Descarga correspondiente de la tabla I.


    6

    Carga (v)
    Descarga (v)

    0 0 1 2 3 4 5

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    IV. Discusin de resultados


    Al realizar la prctica no se observaron variaciones de gran diferencia del valor real, en cuanto a los valores obtenidos experimentalmente contra los tericos y los simulados. Un valor que evidentemente siempre cambiaba era la constante tao, pero en cada uno de los casos de variacin del valor del potencimetro. Las pequeas diferencias que se presentan en la comparacin, pueden ser pertenecientes a los valores de las resistencias que oscilan alrededor del valor vendido por el fabricante, pero estn en un rango aceptable, lo cual no debiera de afectar o dar un resultado mucho mayor al real, con los resultados obtenidos en el mtodo terico. Al momento de realizar las mediciones experimentales, lo que a veces poda variar era en el generador de funciones se le meta un voltaje y una amplitud pero en el osciloscopio se vea otra amplitud diferente claro no mucho mayor. En esta prctica los valores no coincidieron exactamente, es decir, hubo una pequea variacin en los valores obtenidos tanto en el mtodo terico, experimental y en las simulaciones.; esta prctica fue todo un xito, ya que se pudo ver correctamente las variaciones que existan entre cada uno de los resultado.

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    V. Conclusiones
    En esta prctica se aplicaron los conocimientos obtenidos en clase y una vez tenindolos claros y dominados estos conocimientos, se reforzaron con esta actividad en laboratorio. Lo primero que aplicamos fue el cmo obtener tao y el tiempo de carga y descarga del circuito con las distintas variaciones del potencimetro. Se realizaron los clculos, adems tambin se puso en prctica el cmo usar el generador de funciones y el osciloscopio, el cmo funcionan y como se elabora una onda, esto de saber utilizarlos nos favorecen o se ajustan ms para las cantidades de los resultados, esto nos permite corroborar la informacin establecida en la teora. Tambin fue utilizado un protoboard para la realizacin de los circuitos a analizar y un software simulador de circuitos para comprobar la diferencia entre los diferentes datos obtenidos. Una vez hecho todas las mediciones tanto en teora, simulacin y experimental se lleg a la conclusin de que las variaciones entre los valores tericos, experimentales y los simulador son mnimos. Es notable destacar que todos los resultados obtenidos por los diferentes mtodos no mostraban mucha variacin en los dgitos se podra decir que son casi nulos.

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    Referencias
    [1] Ford, A. Lewis; Freedman, Roger A. Fsica universitaria: Con fsica moderna, Volumen 2 Pearson Education 2005 [2] http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico [3] Redondo Melchor, Roberto Carlos Prcticas de Circuitos Elctricos - REVIDE S. L. 2009 [1] http://books.google.com.mx/books?id=cGTl99kok9UC&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false [2] http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico [3] http://books.google.com.mx/books?id=zugZBgl8Ks8C&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_g e_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false

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