CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR

INTRODUCCION.-

Entre los distintos componentes que pueden formar parte de un circuito eléctrico,

existe una clara diferencia entre los elementos que aportan energía al circuito,

denominados elementos activos (generadores), y aquellos que reciben energía, que se

conocen como receptores o componentes pasivos. Dentro de esta última categoría están

los condensadores y las bobinas o inductores.

Ciertamente, el comportamiento en un circuito de condensadores e inductores difiere

notablemente del de las resistencias puesto que estas últimas consumen

permanentemente energía mientras que los dos primeros no, sino que por el contrario la

almacenan para cederla posteriormente. Sin embargo, puesto que estos tampoco aportan

energía al circuito de forma permanente también se les incluye dentro de la categoría de

elementos pasivos.

Hay que resaltar que los elementos pasivos no existen en estado puro. Toda

resistencia real tiene componentes capacitivas e inductivas. De la misma manera que un

condensador posee elementos resistivos e inductivos, toda bobina tiene elementos

capacitivos y resistivos. No obstante, el estudio de los diferentes componentes que

realizaremos en todas estas Prácticas lo haremos suponiendo que son ideales.

En esta práctica estudiaremos los generadores y las resistencias y condensadores,

dejando el estudio de los inductores para la Práctica número 3.

OBJETIVO.-

Encontrar la relación existente entre la carga del condensador y la descarga del condensador con respecto al tiempo, el comportamiento que experimenta el condensador con respecto a la carga y descarga de voltaje durante el tiempo.

Encontrar la relación matemática existente entre el tiempo transcurrido con respecto a la carga y con respecto a la descarga de un condensador

La relación existente que hay entre la carga y la descarga de un condensador Estudiar los procesos de carga y de descarga de un condensador. Medir capacidades de condensador usando la constante de tiempo.

FUNDAMENTO TEORICO

1.2.1 Carga del condensador:

El circuito tiene conectado en serie la resistencia el condensador (circuito RC) y la fuente de corriente continua, en el circulará una corriente que cargará el condensador (Ver Figura Nº 1)

a) Análisis del circuito

- Aplicando la segunda ley de Kirchoff en la malla:

- También sabemos que el voltaje en un condensador viene dado por:

- Reemplazando para el circuito dado la ecuación será:

El régimen a que se deposita la carga en éste varía con el tiempo; es máximo en el instante en que el circuito es conectado (t = 0), o sea cuando entre la fuente y el condensador existe una máxima

diferencia de potencial, y cero después de transcurrir un tiempo teóricamente infinito (t =  ) que es cuando los potenciales de la fuente y de las placas son iguales. Como el régimen de movimiento de las cargas (coulomb por segundo) es lo que constituye la corriente, (i = Q/t ) resulta evidente que la corriente de carga será máxima en el instante en que el circuito recibe la alimentación de la fuente, y nula después de haber sido cargado el condensador; la corriente es en

efecto, igual a V/R para t = 0 y cero para t =  . Considerando de otra manera, esto significa que

un condensador actúa como un cortocircuito para t = 0 y como un circuito abierto para t = 

La ecuación de la corriente que circula se halla a través de la ecuación:

1.2.2 Descarga del condensador

Después de cargado el condensador, la diferencia de potencial entre sus terminales es exactamente igual a la tensión de la fuente "V" a que está conectado; luego como la fuente es reemplazada por corto circuito haciendo que el condensador este en paralelo con la resistencia, la carga

se disipará; entonces se dice que el condensador se ha descargado.

La ecuación de la corriente de acuerdo con la Figura Nº 2 se calcula así:

Debe observarse que la ecuación de corriente de descarga es de la misma forma que la de la carga de un condensador, con la excepción de que el signo es opuesto. Esto confirma el análisis que establece que la corriente de descarga, de sentido opuesto de la carga, es progresivamente decreciente, se inicia en el valor V/R, y disminuye hasta cero.

MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO

1.- Un tablero para circuitos.

2.- Una resistencia de 100 K ohmio.

3.- Un condensador de 470 Mf

4.- Dos multímetros de c.c.

5.- Una fuente de alimentación de c.c.

6.- Cronometro.

7.- Cables de experimentación.

PROCEDIMIENTO

DATOS RECOGIDOS Y CÁLCULOS REALIZADOS

IMÁGENES Y GRAFICOS

CUESTIONARIO.

CONCLUSION.-

A través del siguiente trabajo nos pudimos dar cuenta sobre ciertas cosas, por ejemplo que la relación que hay entre el tiempo con la carga del condensador, es un tipo de relación directa lo cual mientras mayor es el tiempo mayor es la carga que va a tener el condensador, por otro lado la relación que tiene la descarga del condensador con respecto al tiempo es una relación indirecta, a medida que transcurre mas tiempo, la carga del condensador es menor.

Por otro lado el tiempo de carga del condensador hasta llegar a su máximo o cuando comienza a aumentar en forma mínima es mayor que el tiempo que el condensador emplea en descargarse hasta que se quede sin carga.

BIBLIOGRAFÍA

Serway R. A. and Jewett J. W., 2004. Physics for Scientists and Engineers (6th edition). Thomson

Brooks/Cole.