INSTITUTO POLITCNICO NACIONALUNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENERIA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS

ELECTROMAGNETISMO

Practica : Carga y descarga de un capacitor

PROFESOR: BELTRAN DE PAZ RUBEN

SECUENCIA: 1TV31

ALUMNO: CHAVARRIA MARTINEZ IRMA NAYELYBOLETA :2013601268

Fecha: 04 febrero 2015

Objetivos del Trabajo: Observar el proceso de carga y descarga de un capacitor a travs de una resistencia. Realizar mediciones y tabular los valores registrados. Trazar las grficas correspondientes.

Materiales disponibles: 2 capacitores electrolticos de 10 mF a 450 V. 1 fuente de 0-300 volts de C. D. 1 voltmetro digital (MD-100 Promax). 1 cronmetro manual. 1 interruptor un polo un tiro. 4 cables caimn-caimn. 2 cables banana-caimn 4 cables banana-banana

Fundamentos tericos:a) Carga del Capacitor:Cuando se conecta un capacitor descargado a dos puntos que se encuentran a potenciales distintos, el capacitor no se carga instantneamente sino que adquiere cierta carga por unidad de tiempo, que depende de su capacidad y de la resistencia del circuito. La Figura 1 representa un capacitor y una resistencia conectados en serie a dos puntos entre los cuales se mantiene una diferencia de potencial. Si q es la carga del condensador en cierto instante posterior al cierre del interruptor e i es la intensidad de la corriente en el circuito en el mismo instante, se tiene:

Donde Qf es el valor final hacia el cual tiende asintticamente la carga del capacitor, I0 es la corriente inicial y e = 2,718 es la base de los logaritmos naturales.

En la Figura 2 se representa la grfica de ambas ecuaciones, en donde se observa que la carga inicial del capacitor es cero y que la corriente tiende asintticamente a cero.Al cabo de un tiempo igual a RC, la corriente en el circuito ha disminuido a 1/e [ 0,368] de su valor inicial. En este momento la carga del capacitor ha alcanzado una fraccin (1 1/e) [ 0,632] de su valor final. El producto RC es, en consecuencia, una medida de la velocidad de carga del capacitor y por ello se llama constante de tiempo. Cuando RC es pequea, el capacitor se carga rpidamente; cuando es ms grande, el proceso de carga toma ms tiempo.

b) Descarga del capacitor:Supongamos ahora, en la Figura 1, que el capacitor ya ha adquirido una carga Q0 y que adems hemos quitado la fuente del circuito y unido los puntos abiertos. Si ahora cerramos el interruptor, tendremos que:

En la Figura 3 se representan las grficas de estas expresiones. Observamos que la corriente inicial es I0 y la carga inicial Q0; adems, tanto i como q tienden asintticamente a cero. La corriente es ahora negativa porque tiene, obviamente, un sentido opuesto al de carga.

DESARROLLO:a) Conecte los capacitores en paralelo, teniendo cuidado de conectar los bornes positivos con positivos y negativos con negativos.b) Conectar el voltmetro digital a los bornes correspondientes del capacitor C4, del arreglo de capacitores, cuide de conectar correctamente los bornes correspondientes.c) Del borne (+) de la fuente conecte a uno de los bornes del interruptor S (djelo abierto) y el otro borne de S conecte con el capacitor C, en su borne positivo.d) Del borne (-) de la fuente conecte el borne negativo de C.e) Coloque la perilla de la fuente en cero y en seguida encindala.f) El voltmetro digital debe estar en la escala para medir 1000 V de C. D.g) Cierre e interruptor S, y vare la perilla de la fuente hasta que su voltmetro digital marque 300 V.h) Deje cerrado el interruptor S por un intervalo de 30 segundos.i) Abra el interruptor S al mismo tiempo que se pone en marcha el cronmetro manual y al tiempo t=5 segundos, leer el diferencial de potencial que indica el voltmetro digital. Haga su anotacin en la tabla de valores que se da a continuacin.j) Cierre el interruptor S y deje por 30 segundos en dicha posicin.k) En caso de que su voltmetro digital no le de la lectura de 300 V ajstela a dicha lectura con la fuente.l) Repita el inicos 9 ahora para t=10 segundos, anotando el valor de la diferencia de potencial leda en la tabla correspondiente.m) Repita el procedimiento de 9 a 9 para tiempo de 15, a 20 segundos, hasta completar la tabla de valores.

Procedimiento:t vs v

t(seg)v(volts)

0359

5342

10331

15320

20312

25303

30293

35288

40280

45273

50267

55261

60255

65249

70243

75238

80232

85227

90222

95217

100212

105207

110202

115198

120194

125190

130186

135181

140178

145174

150170

R = 0.9757

t(seg)ln v (volts)

0 5.8833

5 5.8348

10 5.8021

15 5.7683

20 5.7430

25 5.7137

30 5.6802

35 5.6630

40 5.6348

45 5.6095

50 5.5872

55 5.5645

60 5.5413

65 5.5175

70 5.4931

75 5.4723

80 5.4467

85 5.4250

90 5.4027

95 5.3799

100 5.3566

105 5.3327

110 5.3083

115 5.2883

120 5.2679

125 5.2470

130 5.2257

135 5.1985

140 5.1818

145 5.1591

150 5.1358

tvs ln v

LEY FISICAt

Tiempo de descarga

R = 0.9966y = -0.0048x + 5.8371

VOLTAJES OBTENIDOS DE LA LEY FISICA CON RESPECTO AL TIEMPOtt(seg) v(volts)

0 357.0229

5 348.6015

10 340.3788

15 332.3500

20 324.5105

25 316.8560

30 309.3821

35 302.0844

40 294.9589

45 288.0014

50 281.2081

55 274.5750

60 268.0984

65 261.7745

70 255.5998

75 249.5708

80 243.6839

85 237.9359

90 232.3235

95 226.8435

100 221.4928

105 216.2682

110 211.1669

115 206.1860

120 201.3225

125 196.5737

130 191.9370

135 187.4096

140 182.9890

145 178.6727

150 174.4582