CAPÍTULO UNO
1.1 OBJETIVO
1.2 FUNDAMENTO
TEÓRICO
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.
Figura Nº 3: Carga y
Descarga
CAPITULO DOS
2.1 EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y
MATERIALES
– 1 potenciómetro
– 2 Multímetro digitales
– 1 panel E6 del circuito RC (R = 51k y
C= 2.2mF)
– 1 cronómetro
– 1 micro amperímetro
– Cables de conexión
2.2 SIMULACIONES
Observación: Simularemos el
circuito general que aparece en la guía y luego iremos
paso a paso hasta obtener la gráfica de carga y descarga
de un condensador utilizando el programa
Multisim.
Figura Nº 4: Circuito de la
guía
2.2.1 Carga del
condensador:
Figura Nº 5: Circuito para la
simulación de la carga de carga de un
condensador
a) Obtención de la gráfica
de la "carga" de un condensador: Primero nos dirigimos a la
opción Simulate (Simulación), luego
Analises (Análisis) y finalmente a Transient
Analysis (Análisis transitorio) finalmente elegimos
las opciones adecuadas y obtenemos la Figura Nº
6.
Figura Nº 6: Análisis
transitorio de la carga de un condensador
Observaciones de la Figura Nº
6:
– El tope máximo que obtenemos en la
tensión es igual al de la fuente (12V)
– La constante de tiempo para este caso es
110s en el cual obtenemos el 63% (7.56V) del valor
máximo de la tensión del condensador, mientras que
en un se
empezaría a estabilizar la tensión del condensador
(12V)."El condensador finalmente esta cargado" Esto se
observa a simple inspección en la Figura Nº
6.
2.2.2 Descarga del
condensador:
Figura Nº 7: Circuito para la
simulación de la descarga de carga de un
condensador
Observaciones de la Figura Nº
7:
– Observamos al lado derecho del
condensador dice: "IC = 12V", esto significa Initial
Condition (Condiciones Iniciales) lo cual nos servirá
para que se pueda graficar correctamente la descarga del
condensador.
b) Obtención de la gráfica
de la "descarga" de un condensador:
Realizaremos los mismos pasos que en la
carga del condensador.
Figura Nº 8: Análisis
transitorio de la descarga de un condensador
Observaciones de la Figura Nº
8:
– El tope máximo que obtenemos en la
tensión es igual al de la fuente (12V)
– La constante de tiempo para este caso es
110s en el cual obtenemos el 63% (7.56V) del valor
máximo de la tensión del condensador, mientras que
en un se
empezaría a estabilizar la tensión del condensador
(0V)."El condensador finalmente esta descargado". Esto se
observa a simple inspección en la Figura Nº
8.