Lab de Carga y Descarga

Universidad Tecnológica de Panamá Centro Regional de Coclé

Física II

Profesor: Manuel Chacón

Informe de Laboratorio Carga y Descarga de un Capacitor 

Integrantes: Gerson Gordón 2-729-813 Marcos Mariscal 2-731-253 Laury Márquez 8-861-2439

Fecha de entrega: 3 de julio de 2012

Carga y Descarga de un Capacitor  Objetivos: 

Determinar los tiempos de carga y descarga en circuitos resistivos-capacitivos a  partir de los valores de capacitancia y resistencia 

Aplicar las ecuaciones de carga y descarga de capacitores para cálculos de carga en función de tiempo. Materiales:  1 tablero de conexión  1 capacitor de 22µF  1 resistencia de 6.60kΩ  1 fuente de alimentación  1 Multilog Pro  2 sensor de voltaje

Descripción teórica. -Proceso de Carga Cuando se cierra, el interruptor SW1, la tensión de excitación de la fuente, produce una transferencia de electrones entre ambas placas del capacitor. La corriente, que es la velocidad de transferencia de electrones, depende de la tensión de excitación de la carga inicial en el condensador y la resistencia del circuito. De acuerdo con la ley de los voltajes de Kirchhoff, al cerrar SW1 se detiene: E = VC + VR  Por la ley de Ohm se tiene V R  = RI y para el capacitor tenemos: I = dq/dt = d/dt(CV C) = C dVC/dt La ecuación diferencial del circuito RC adopta la forma: E = VC + RC dVC/dt Al resolver la ecuación se obtiene que el voltaje del capacitor y la corriente del circuito instantáneas serán: VC(t) = E (1 – e-t/τ) -t/τ I(t) = E/R (1 – e ) En donde τ = RC representa la constante del tiempo del circuito RC. - Proceso de descarga Abrimos el interruptor SW1, y cerramos SW2, el efecto de batería desaparece. Por  lo tanto la ley de los voltajes de Kirchhoff, resulta: VC + VR  = 0

Carga de un Capacitor  A. Procedimiento 1. Configure el MultiLog Pro a. Conecte el MultiLog Pro, al puerto serial de la computadora y a su fuente de energía.  b. Conecte los sensores del voltaje a los puertos I/O -1 y I/O -2 del MultiLog Pro. c. Ajuste el MultiLog Pro a un ritmo de 100/s d. Ajuste el tiempo de recolección a 20 segundos (2000 muestras) 2. Conecte un sensor de voltaje en paralelo al capacitor. 3. Conecte un sensor de voltaje en paralelo con el resistor. 4. Pida al facilitador que revise las conexiones. 5. Encienda el MultiLog Pro y cierre el interruptor SW1. 6. Exporte el registro de datos del MultiLog Pro a Excel 7. Graficar V1 vs t y V2 vs t, en una misma hoja milimetrada usando una escala apropiada.

Descarga de un Capacitor  Procedimiento 1. Configure el MultiLog Pro a. Conecte el MultiLog Pro, al puerto serial de la computadora y a su fuente de energía.  b. Conecte el sensor de voltaje a los puertos I/O -1 c. Conecte el sensor de corriente al puerto I/O -2 del MultiLog Pro. d. Ajuste el MultiLog Pro a un ritmo de 100/s e. Ajuste el tiempo de recolección a 20 segundos (2000 muestras) 2. Conecte el sensor de corriente en serie con el resistor. 3. Conecte el sensor de carga en serie con el capacitor. 4. Conecte el sensor de voltaje en paralelo al capacitor. 5. Encienda el MultiLog Pro. Mantenga abierto el interruptor SW1 y cuando esté listo, cierre el interruptor SW2 6. Exporte el registro de datos del MultiLog Pro a Excel 7. Graficar: q vs t, i vs t, V C vs t.