Lab 6 Fisicaiii Carga de Condensadores PDF

7/24/2019 Lab 6 Fisicaiii Carga de Condensadores PDF

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LABORATORIO DE FISICA IIITEMA: CARGA DE CONDENSADORES

PROFESOR:

ALUMNO: PCAR88

CODIGO:

TURNO:

SEMESTR

E:


2/21

Laboratorio

Pgina 2Laboratorio de Fsica

CARGA DECONDEN S A D ORES

1 !ARCO TEORICO

Un condensador es aqe! dis"osi#i$o e!ec#r%nico o e!&c#rico qe

"ede a!'acenar carga( !o "ode'os $er en circi#os c'"!iendo

dis#in#as )nciones #a!es co'o: Sin#oni*ar !a )recencias de !as

radio rece"#ores( co'o )i!#ros en !as )en#es de "oder( #a'+i&n

"ara e!i'inar e! c,i"o#eo de !os sis#e'as de ignici%n de !os

a#o'%$i!es( e#c-

Un condensador es# con)or'ado "or dos condc#ores qe "oseen

cargas iga!es"ero de signo o"es#o( s ca"aci#ancia #a'+i&n de"ende de s

geo'e#r.a / de! 'a#eria! qe se"ara a es#os condc#ores

0die!&c#rico1-

11 CAPACIDAD O CAPACITANCIA DE "N CONDENSADOR

Co'o se dio n condensador cons#a +sica'en#e de dos

condc#ores si a es#e !o so'e#e'os a na di)erencia de"o#encia!( a!'acenara carga( dndonos na 'agni#d C !a

ca! !a !!a'are'os Ca"aci#ancia / se de3ne:

45

4

La nidad en e! SI de !a ca"aci#ancia es e! co!o'+ "or$o!#io( a es#o !o

deno'ina'os )aradio 0F1-

5

4

Siendo a!gnos s+'6!#i"!os sados co'6n'en#e:

multiplo simbolo nombre

447 milifaradio

447 microfaradio


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Laboratorio

Pgina 8Laboratorio de Fsica

447 nanofaradio

44744 picofaradio


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La ca"aci#ancia #a'+i&n de"ende de !a geo'e#r.a de !os

condc#ores #a!es ca"aci#ancias "eden ser co'o !as de:

111 CONDENSADOR CILINDRICO

544

44041

4

11# CONDENSADOR ESFERICO

5 4444

04

74

1

11$ CONDENSADORPLANO

5

4


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E! condensador de "!acas "ara!e!as descri#as a

con#inaci%n so!o de"ende de! rea A de ss "!acas

condc#oras / s se"araci%n d( es#a es '/ "eqe9a

0en ''1( co'o #a'+i&n !a "er'e#ia$idad de! $ac.o- A

de's eis#en o#ras #i"os de ca"aci#ores es#os

"eden ser "o!ari*ados / de ca"acidad $aria+!e 0es#e

#i"o de ca"aci#or $aria s ca"aci#ancia "or s die!&c#rico

$aria+!e1-

La energ.a qe "ede a!'acenar n condensadores# dada "or:

44 444 5 5

4

4444

54

Cando n 'a#eria! die!&c#rico se in#rodce en#re !as

"!acas de n condensador( !a ca"aci#ancia genera!'en#e

a'en#a "or n )ac#or a di'ensiona! ; !!a'ado cons#an#e

die!&c#rica:

=

Donde es la capacitancia sin el dielctrico


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.

Cando es "es#o n die!&c#rico en#re !as "!acas de n

condensador es#s #endrn na carga in$aria+!e( "ero !a

di)erencia de "o#encia! es !a qe $ar.a- 0se redce1( / !a

ca"acidad a'en#a en e! )ac#or ;-

1# CIRC"ITOS RC

En !os circi#os qe se ,a ana!i*ado en !as "rc#icas

an#eriores #odas !as )e' / resis#encias son cons#an#es 0no

de"enden de! #ie'"o1( 'c,os circi#os #a!es co'o !os

'arca"asos cardiacos( se')oros in#er'i#en#es( !as se9a!es

direcciona!es de !os a#o'%$i!es( des#e!!os e!ec#r%nicos son

circi#os qe de"enden de 'c,o de! #ie'"o /a qe es#os

con#ienen condensadores qe $ar.an s di)erencia de

"o#encia! a! ser cargados o descargados en n #ie'"o #-

1#1 CARGA DE "N CAPACITOR

EL circi#o es n arreg!o resis#encia ca"aci#or / sedeno'ina circi#o RC(

/ es n circi#o idea! /a qe !a )e' 01 es cons#an#e /

s resis#encia

in#erna es n!a 0r5


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Se "ede $er qe e! condensador en n inicio es#a

descargado( a! cerrar circi#o con !a )en#e e!ec#ro'o#ri*

0en #5


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Se "ede $er qe "ara 0#5


9/21

54

4

5

@ 4744? 5

4

@ 4

?

Seg6n e! co'"or#a'ien#o de !as gr3cas se "ede $er

qe inicia!'en#e !a corrien#e en e! ca"aci#or es grande /

dis'in/e con)or'e e! #a'a9o

de . l !oltaje aumenta "asta llegar al !oltaje de la #em.

# PROCEDI!IENTO%

#1 E&PERI!ENTAL%

#11 !ATERIAL ' E("IPOS%

Una )en#e de "oder reg!a+!e de < a 2 B-

Un '!#.'e#ro-

Un a'"er.'e#ro-

Un ca"aci#or e!ec#ro!.#ico


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#1# CIRC"ITO I!PLE!ENTADO%

I'"!e'en#ar e! circi#o-

Se #o'% !as sigien#es 'ediciones con e! $o!#.'e#ro:

Voltaje en el tiempo (V)

Vi 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

4 0 0.29 0.54 0.80 1.03 1.24 1.46 1.66 1.81 1.98 2.11 2.26 2.38

6 0 0. 1.10 1.48 1.82 2.40 2.38 2.6 2.84 3.12 3.32 3.51 3.69

8 0 0.5 1.08 1.63 2.08 2.52 2.43 3.28 3.61 3.93 4.20 4.48 4.0

10 0 0.5 1.50 2.11 2.63 3.18 3.68 4.13 4.53 4.93 5.29 5.65 5.92

12 0 0.86 1.6 2.51 3.23 3.92 4.43 4.99 5.4 5.94 6.36 6.6 .10

Se #o'% !as sigien#es 'ediciones con e! a'"er.'e#ro:

!mperaje en el tiempo (m!)

Vi 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

4 0.2 0.25 0.23 0.21 0.19 0.18 0.16 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.10

6 0.41 0.38 0.35 0.32 0.30 0.2 0.25 0.23 0.22 0.20 0.19 0.18 0.1

8 0.55 0.50 0.46 0.43 0.40 0.3 0.34 0.31 0.29 0.2 0.25 0.24 0.22

10 0.69 0.65 0.60 0.56 0.52 0.48 0.45 0.42 0.39 0.3 0.35 0.33 0.31

12 0.82 0.63 0.58 0.54 0.50 0.4 0.44 0.40 0.3 0.35 0.32 0.30 0.28


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$ C"ESTIONARIO%

1) Presen#e +re$e'en#e( e! )nda'en#o #e%rico so+re e!

condensador / e! "roceso de carga-

Un condensador es n dis"osi#i$o ca"a* de a!'acenar energ.aen )or'a de

ca'"o e!&c#rico- Es# )or'ado "or dos "ane!es

'e#!icos "ara!e!os / se"arados "or n 'a#eria!

die!&c#rico-

E! 'a#eria! e'"!eado co'o die!&c#rico es c!a$e en !a

de#er'inaci%n de !as carac#er.s#icas qe #endr e!

condensador( de+ido a qe !as "ro"iedades de es#e ais!an#eson !as qe $an a de#er'inar !a #ensi%n 'i'a de

)nciona'ien#o-

#) Con !os da#os de !as #a+!as( rea!ice !as gr3cas de $o!#ae 0$1$erss #ie'"o

0#1 / corrien#e 0I1 $erss #ie'"o( "ara e! "roceso de carga de!condensador-


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$) Es de so co'6n as'ir n $a!or de # 5 HRC segndos

"ara !a carga 0o descarga1 co'"!e#a de n condensador-Coincide es#o con !os #ie'"os 'edidos dran#e e!

desarro!!o de !a e"eriencia-

Seg6n e! e"eri'en#o rea!i*ado a"roi'ada'en#e

si coinciden "orqe eis#e errores de 'edici%n de

#ie'"o-

*) P!an#ee !as ecaciones #e%ricas qe "er'i#en ca!c!ar

e! $o!#ae / !a corrien#e en e! condensador dran#e e!

"roceso de carga de! 'is'o- Ca!c!e $a!ores #e%ricos de

B e I "ara di)eren#es $a!ores de #ie'"o 0#1 / co'"are con

ss 'ediciones

Para cargar n ca"aci#or es necesario co'"ro+ar qe!a )en#e de


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energ.a e!&c#rica qe se encen#ra en e! circi#o#enga )e'


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cons#an#e / resis#encia in#erna n!a 0r 5


15/21

in#egraci%n a q / # "ara "oder 3ar q / # co'o

!i'i#es s"eriores- Los i'i#es in)eriores son q5< /

#5


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Des"&s de in#egrar se o+#iene

E"onenciando a'+os !ados 0es decir( #o'ando

e! !ogari#'o in$erso1 / reso!$iendo "ara q se

encen#ra qe

La corrien#e ins#an#nea i es si'"!e'en#e !a

deri$ada de !a ecaci%n an#erior con res"ec#o

a! #ie'"o:

+) C! es e! $a!or de !a corrien#e a! inicio de !a cargade! condensador

E! $a!or de corrien#e de! ca"aci#or $on n $o!#ae deB )e de


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Cando co!oca'os o#ro iga! en serie: 5 021RC t seredce a !a 'i#ad-


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,) Si en el mismo circuito utilizado para las pruebas se coloca un

condensador del doble de capacidad cul estima !ue sera el valor inicial

de la corriente de carga?" #usti$i!ue su respuesta analticamente"

Si se conec#a n condensador de ca"acidad a na )en#e

qe !a carga a na di)erencia de "o#encia! ( "or !o qe se

o+#iene na carga de:

A,ora se co!oca n condensador de !a #ercer "ar#e de s

ca"acidad iga! a ( "es#o qe !a carga es !a 'is'a(

en#onces e! $a!or de dis'in/e en !a #ercera "ar#e( co'o e!

$o!#ae es direc#a'en#e "ro"orciona! a !a corrien#e en#onces

es#a dis'in/e en !a #ercera "ar#e-

8) %ntre !u lmites puede variar la capacidad total de un sistema de

dos condensadores variables si la capacidad de cada uno de ellos

puede variar desde &' asta *' +?"

Pode'os conec#ar en dos )or'as:

Conec#ar!os en "ara!e!o 0/ !a ca"acidad #o#a! es !a

s'a de !as 2 ca"acidades1

Conec#ar!os en serie 0/ !a ca"acidad #o#a! se

ca!c!a co'o e! "rodc#o de ca"acidades di$idido

en#re !a s'a de ca"acidades1-

Si se conec#an en serie( !a ca"acidad #o#a! es 'enor qe !as

ca"acidades de cada no- Si se conec#an en "ara!e!o( !a

ca"acidad #o#a! res!#a 'a/or- En#onces( si qere'os


19/21

o+#ener en#re qe !.'i#es $ar.a 0es decir( ca!es son e!

'a/or / e! 'enor $a!or1 ,are'os !o sigien#e:


20/21

Para e! 'a/or: ser.a e! res!#ado de conec#ar en

"ara!e!o !os dos condensadores( / "oner!os a s

'i'o $a!or- En#onces e! res!#ado ser.a < "F Q

< "F 5


21/21

Ta'+i&n #ener 'c,o cidado !a esca!a de 'edici%n de!

a'"er.'e#ro( "ara no da9ar a! ins#r'en#o-

Tener !a correc#a "o!ari*aci%n de! $o!#.'e#ro( "orqe nosdar na !ec#ra nega#i$a si !o "o!ari*a'os en sen#ido

con#rario-

+ CONCL"SIONES%

!as !e/es de ;irc,,o= son '/ 6#i!es "ara !a reso!ci%n

circi#os /a qe se con$ier#e en na gran ,erra'ien#a "ara e!

an!isis de es#os-

Para n circi#o en serie a"!ica'os !a !e/ en donde !a

s'a#oria de !oas #enciones es iga! a cero

Para n circi#o en "ara!e!o a"!ica'os !a !e/ en donde

in#er$ienen !as corrien#es

6 RECO!ENDACIONES%

Los conec#ores de+en de encon#rarse en +en es#ado(

"orqe no ,acen n con#ac#o es#a+!e en#re !a )en#e / e!

#a+!ero de coneiones-

Para es#e #i"o de !a+ora#orio de+er.an de con#ar con na$ariedad de

resis#encias-

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