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República Bolivariana de Venezuela Ministerio para el Poder Popular para la Educación Superior Universidad Nacional Experimental del Táchira (UNET) Departamento de Matemática y Física Núcleo de física. Laboratorio de Física II INFORME III Carga y descarga de un condensador Integrantes Maldonado Humberly C.I 19.034.829 Chacón Rosangela C.I 21.366.196 Triana Hermes C.I 21.086.055 Salinas Jonathan C.I 21.086.091

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República Bolivariana de VenezuelaMinisterio para el Poder Popular para la Educación Superior

Universidad Nacional Experimental del Táchira (UNET)Departamento de Matemática y Física

Núcleo de física. Laboratorio de Física II

INFORME III

Carga y descarga de un condensador

Integrantes

Maldonado Humberly C.I 19.034.829Chacón Rosangela C.I 21.366.196 Triana Hermes C.I 21.086.055Salinas Jonathan C.I 21.086.091

Sección: 23

ProfesorIng. Dionel Pérez

San Cristóbal 3 de noviembre del 2014.

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INTRODUCCION

En palabras simples un circuito eléctrico es el camino por el cual fluye la corriente eléctrica, la cual sale de una fuente de poder, pasa a través de resistencias condensadores, diodos, o cualquier elemento que contenga el circuito y regresa al punto de partida. De otra forma, un circuito eléctrico esta compuesto por dos importantes implementos, una fuente de poder (Fem.), y elementos que ocupan la energía eléctrica.

En nuestro caso utilizaremos un condensador, elemento del cual a continuación lo explicaremos y analizaremos brevemente.

El condensador es un dispositivo que almacena carga eléctrica. En su forma más sencilla, un condensador está formado por dos placas metálicas (armaduras) separadas por una lámina no conductora o dieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa. La botella de Leyden es un condensador simple en el que las dos placas conductoras son finos revestimientos metálicos dentro y fuera del cristal de la botella, que a su vez es el dieléctrico. La magnitud que caracteriza a un condensador es su capacidad, cantidad de carga eléctrica que puede almacenar a una diferencia de potencial determinado.

Los condensadores tienen un límite para la carga eléctrica que pueden almacenar, pasado el cual se perforan. Pueden conducir corriente continua durante sólo un instante, aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Esta propiedad los convierte en dispositivos muy útiles cuando debe impedirse que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito eléctrico. Los condensadores de capacidad fija y capacidad variable se utilizan junto con las bobinas, formando circuitos en resonancia, en las radios y otros equipos electrónicos. Además, en los tendidos eléctricos se utilizan grandes condensadores para producir resonancia eléctrica en el cable y permitir la transmisión de más potencia.

Los condensadores se fabrican en gran variedad de formas. El aire, la mica, la cerámica, el papel, el aceite y el vacío se usan como dieléctricos, según la utilidad que se pretenda dar al dispositivo.

El objetivo primordial de dicha practica esta contenida en lo siguiente: Veremos como se comporta la corriente eléctrica con un condensador en distintos intervalos de tiempo. Observaremos como se comporta el condensador cuando se carga y se descarga a y desde un voltaje determinado por una fuente de poder.

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DATOS EXPERIMENTALES

PROCESO DE CARGA

Vc (V) 2.2 3.9 6.3 8.6 9.5 9.8 9.9T(s) 10.64 22.71 49.86 1.51 2.6 2.9 3.2

TABLA 1

PROCESO DE DESCARGA

TABLA 2

Vc (V) 7.8 6.1 3.7 1.4 0.5 0.2 0.1T(s) 27.64 35.24 59.92 1.29 1.59 2.43 3.8

Interpretación de resultados

-Compare la ecuación empírica obtenida con la teórica y determine lo que representa la pendiente de la recta obtenida.

V.C ¿QC = Vo.e

– tec

Ecuación empírica

Punto de corte: b= v

e2.3 mx b= 7.8

e2.38 (−0.014)=18.99

F(V)= b.e2,3.mx

F(v)= 18.99. e2,3. (−0.014) .(27.64)

F(v)=7.79

Obtenga la ecuación empírica para la carga, la corriente y la energía.

Para la carga:

Q=C.Vo e−tRc

Q1= (1500x10−6).10.e−27,54

22000.1500 x 10−6= 6.49x10−3

Q2= (1500x10−6).10.e−35,24

22000.1500 x 10−6= 5.15x10−3

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Q3= (1500x10−6).10.e−52,92

22000.1500 x 10−6= 3.01x10−3

Q4= (1500x10−6).10.e−77, 4

22000.1500 x 10−6= 1.43x10−3

Q5= (1500x10−6).10.e−95, 4

22000.1500 x 10−6= 8.32x10−4

Q6= (1500x10−6).10.e−145,8

22000.1500 x 10−6= 1.80x10−4

Q7= (1500x10−6).10.e−145,8

22000.1500 x 10−6= 1.80x10−4

Q6= (1500x10−6).10.e−228

22000.1500 x 10−6= 1.49x10−5

m=log (6.49 )−log (5.15 )

27.64−35.24=−0,013

Ecuación empírica

b= 6.49 x10−3

e2,39 (−0,013)(27.64)=-0.99

Q= 0,99.e2.3 (−0.013 ) (27,64 )

Q=0.43

Para el corriente:

I= −voR

. e−tRC

I1= −10

22000 .e−27,64

22000.1500 x 10−6=-1.96x10−4

I2= −10

22000 .e−35,24

22000.1500 x 10−6=-1.56x10−4

I3= −10

22000 .e−52,92

22000.1500 x 10−6=-9.14x10−4

I4= −10

22000 .e−77,4

22000.1500 x 10−6=-4.35x10−5

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I5= −10

22000 .e−95,4

22000.1500 x 10−6=-2.52x10−5

I6= −10

22000 .e−145,8

22000.1500 x 10−6=-5.98x10−6

I7= −10

22000 .e−228

22000.1500 x 10−6=-4.53x10−7

m=log ( I 2 )−log ( I 1 )

t 2−t 1=¿

m=log (1.96 x10−4 )−log (1.56 x10−4 )

27.64−35.25=¿-0.013

b=−1.96x 10−4

e2,3 (−0.013 )

27.64

=¿-4.47x10−4

I= -4.4710−4 . e2,3 ( 0.013 ) (27,64 )

I= -1.95x10−4 couls

Para la energia:

U= 12

. c [ vo . e−tec ]2

U1= 12

.1500 x10−6 [10 x e−27.64

20000.1500 x 10−6 ]2=0.014

U2= 12

.1500 x10−6[10 x e−35.25

20000.1500 x 10−6 ]2=8.88x10−3

U3= 12

.1500 x10−6 [10 x e−52.92

20000.1500 x 10−6 ]2=3.03x10−3

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U4= 12

.1500 x10−6[10 x e−77.4

20000.1500 x 10−6 ]2=6.88x10−4

U5= 12

.1500 x10−6 [10 x e−95.4

20000.1500 x 10−6 ]2=2.31x10−4

U6= 12

.1500 x10−6[10 x e−195.9

20000.1500 x 10−6 ]2=1.09x10−5

U7= 12

.1500 x10−6 [10 x e−228

20000.1500 x 10−6 ]2=7.47x10−8

m=log (u2 )−log (u 1 )

t 2−t 1=¿

m=log (0.014 )−log (8.88 x 10−3 )

27.64−35.24=¿-0.02

b= 0.014

e2.3 (−0.02)(27.64 )=¿0.049

U=0.049.e2.3 (−0.02)(27.64)

U=0.013 J

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PARTE B

Determinar la ecuación empírica del voltaje sobre la resistencia aplicando VR=IR , donde I es la ecuación empírica.

V.R= I.R

V.R=1.95X 10−4.22000= 4.20

Determinar la ecuación empírica del voltaje sobre el condensador utilizando

VC=Vo-VR

VC= 10-4.29= 5.71

Determinar la ecuación empírica de la carga utilizando

q= Vc.C

q= 5.71.1500x10−6

q= 8.565x10−3

Determinar la ecuación empírica de la energia utilizando

U=12CVc2

U= 12

(1500 x10−6 . (5.72 ))

U= 0.029 J

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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.

Los valores de la constante de tiempo t, el valor que esta tendría que tomar en forma teórica con los valores del condensador y de la resistencia difiere del valor que se tomo en la forma practica, esto se debe a que se pudieron presentarse algún tipo de falla durante la medición del tiempo o del voltaje, por fallas o valores con cierto margen de error de la fuente de poder, el condensador, la resistencia, o el voltímetro, o por razones que simplemente no pudieron se identificadas.

Con respecto a los gráficos en el de descarga se puede ver que en el inicio de las mediciones las diferencias de voltaje de descarga eran mayores con respecto a los intervalos de descarga finales, la diferencia de voltaje mientras avanza el tiempo, disminuyen los intervalos de descarga. Lo que nos lleva a tener una curva logarítmica.

Con relacion a la carga del condensador en el inicio, la diferencia de carga de un intervalo de voltaje es mayor mientras avanza el tiempo a que cuando nos acercamos al limite de la carga máxima del condensador, lo que nos lleva a tener una curva con forma exponencial, o logarítmica, pero con el signo contrario.

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