Informe Final Carga y Descarga de Un Condensador

7/28/2019 Informe Final Carga y Descarga de Un Condensador

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Universidad Santo Tomas, Colombia, Bogota,

Laboratorio No. 18 abril de 2013

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CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR

J.URREGO 1, D .COBOS 2 , E.BARRETO3

1Departamento de Ciencias Bsicas, Universidad Santo Tomas, Bogot sede principal, Colombia

Resumen

Un condensador es un elemento almacenador de energa, por medio de un circuito donde se en-

cuentre un condensador y un interruptor, es posible observar el fenmeno de carga y descarga de

este. El proceso de carga y descarga de un condensador esta dado en funcin del tiempo e incluye

conceptos bsicos de voltaje y corriente pero analizados en un deter-minado tiempo. En este labo-

ratorio incluiremos conceptos ya conocidos, y nuevos como interruptor en el anlisis de este dentro

de un circuito, adems de implementarlo en el es-tudio de carga y descarga de un condensador.

Palabras claves: Condensador, voltaje, corriente, interruptor, carga, descarga..

Abstract

A capacitor is an energy storage element, by the implementation of a circuit that contains a capaci-

tor and a switch its possible watch the loading and unloading process present in the capacitor. The

loading and unloading process is studied in time function and includes basic concepts like electric

voltage and current but in this case is analyzed in a determined peri-od of time. In this laboratory

we are gonna to include old and new concepts (swtich) in the analysis of a circuit, besides to im-

plementig in the study of the loadind and unloading pro-cess.

Keywords: Capacitor, voltage, current, switch, loading, unloading.

1. INTRODUCCION:En este laboratorio aplicamos el concepto de condensadores electrico que son elementos que filtra,

almacena y regula la energa en forma de campo elctrico y est formado por dos lmi-nas metlicas

separadas por un aislante llamado dielctrico que evita el acceso de la corriente. Los condensadores se

clasifican segn su construccin. Tambien trabajamos con los conceptor de carga y descarga de un

condensador lo cual colocamos en practica tomando en tiempo de carga y descarga de 2 condensado-


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res de diferentes valores.

1.1. Objetivo general. Obtener, mediante experimentos bsicos y supervisados, demostraciones que comprueben

teoras que se plantearan.

1.2.Objetivos especificos. Conocer los instrumentos de laboratorio.2. MARCO TEORICO.

2.1 Resistencias.

Las resistencias en un circuito elctrico cumplen una misin opuesta a la de los generadores ya que mientras

estos ltimos proporcionan energa elctrica al circuito, los primeros se encargan de consumirla, al oponerse al

paso de la corriente por su seno, y de transformarla generalmente en calor y de forma irreversible (este fen-

meno se conoce como efecto Joule). El valor de la resistencia de un material depende, del tipo de material y de

la temperatura.

La capacidad disipadora de energa de la resistencia no suele ser el efecto deseado en el campo de la Electrni-

ca; en dicho campo, las resistencias empleadas son de tamao reducido y actan como componentes auxiliaresde otros ms complejos permitindoles su funcionamiento y protegindolos.

Las resistencias como elementos de un circuito se suelen ordenar atendiendo a los siguientes criterios:

El tamao: esta propiedad est en relacin directa con la cantidad de potencia que se desee disipar. En Elec-

trnica las resistencias empleadas suelen ser de pequeo tamao.

La constitucin: esto es, el material con qu estn hechas as como su forma. As en funcin de su constitu-

cin nos encontramos con resistencias de pelcula de carbn o metlica en las que la resistencia est constitui-

da por un soporte cermico sobre el que se deposita una pelcula de carbn o de metal, respectivamente, que

constituye la parte resistiva del componente, siendo recubierta la pelcula por una resina o esmalte (sobre elesmalte se dibujan unas franjas de colores que permiten determinar el valor de la resistencia mediante tablas)

y aadiendo al conjunto dos terminales metlicos que le

permitan conectarse al circuito. Igualmente nos podemos encontrar con las resistencias bobinadas que suelen

ser de mayor tamao que las anteriores y que estn formadas por un soporte aislante sobre el que se devana

un conductor con ciertas propiedades resistivas. En algunos casos, una vez que

se le han soldado los terminales, se recubre el arrollamiento con una pelcula de vidrio. Las resistencias bobina-

das son ms precisas que las anteriores y su valor es menos sensible a los cambios con la temperatura.

Resistencias de valor constante y variables: los materiales empleados para la fabricacin de ambas suelen ser

los mismos en ambos casos diferencindose en las configuraciones. As, las resistencias variables tiene tres

terminales y estn formadas por una pista, de forma circular, generalmente por la que se desliza el cursor. En-

tre el cursor y cada uno de los extremos de la resistencia el valor de la misma puede ser variado o ajustado. En

Electrnica son ampliamente empleadas y se les suele conocer como potencimetros.

Ejemplos de todos los tipos de resistencias comentados anteriormente se pueden observar en la figura


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Imagen 1. Tipos de resistencias.

2.2 Condensador: Son dispositivos capaces de almacenar cierta cantidad de energa. Esta com-puestopor dos superficies conductoras, una enfrente de la otra, y aisladas entre s por un ma-terial aislan-

te (dilectrico). Su capacidad para almacenar energa es proporcional a la superficie de las placas, e

inversamente proporcional a la distancia entre ellas.

Carga y descarga de un condensador

Carga de un condensador


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Imagen 2. Carga de un condensador.

Cuando el interruptor se mueve a A, la corriente (I = E/R) comienza a subir bruscamente, con el tiem-po

la corriente se disminuye hasta el valor cero. El voltaje en el condensador no vara instantnea-mente

de cero a E (valor de la fuente de corriente directa conectado en serie con R y C) voltios, el tiempo que

se tarda el voltaje de un condensador en pasar de cero voltios hasta el 63.2% del voltaje de la fuente

esta dado por la frmula:


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Despues de 5*T (5 veces T) el voltaje ha subido un 99.3% de su valor final. (T= constante de tiempo)

Valores de Vc e Ic (en cualquier momento):

Vo = Voltaje inicial del condensador.

Donde: T = R*C

- Descarga de un condensador

Imagen 3. Descarga de un condensador.


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El interruptor esta en B. El voltaje (Vc) del condensador comenzar a descender desde Vo (voltaje ini-

cial del condensador), la corriente tendr un valor inicial de Vo/R y disminuira hasta llegar a cero.

Valores de Vc e Ic (en cualquier momento):

Donde: T = RC

(Si el condensador haba sido cargado pre-viamente cargado hasta un valor E, hay que

reemplazar Vo en las frmulas con E)

imagen 4.

3. PROCEDIMIENTO.

En la primera parte de nuestro laboratorio se analizo el primer sistema en el cual se usaron cargas de

10 a 30 voltios entre los 16 y 32 microfaradios, se analizaran las graficas y se alinea por medio de m-

todos cuadrados.


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CARGA DE CONDENSADORES

10 voltios con 32 microfaradios



Para linealizar las grficas se hace el proceso de los mnimos cuadrados aplicando el logaritmo natural

para todos los casos y se grafica con la nueva tabla.


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M= 0,74 M=1,21 M=0,81

B= -0,31 B=-0,74 B=0,22

K=10^b K=10^b K=10^b

K=10^(-0,31) K=10^(-0,74) K=10^(0,22)

K= 0,48 0,18 1,65

Y= K+ EXP*LOG X Y= K+ EXP*LOG X Y= K+ EXP*LOG X

Y= 0,48 + 0,73 X Y=0,18 + 1,21 X 1,65 + 0,81 X


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DESCARGA DE CONDENSADORES

De acuerdo a esta grafica podemos observar una variacin en los indicies de descarga.

M= -0,07 M= -0,03 M= -0,21

B= 0,7208 B= 0,9046 B= 1,1816

K=10^b K=10^b K=10^b

K=10^(0,7208) K=10^(0,9046) K=10^(1,1815)K=5,2577 K=8,02 K=15,19

Y= k + exp* log x Y= k + exp* log x Y= k + exp* log x

Y= 5, 2577- 0,07 x Y= 8,02 -0,03 x Y= 15,19-0,21 x

SEGUNDA PARTE DE LABORATORIO

Se usara la misma resistencia pero usaremos los 30 voltios constantes y se varian los microfaradios de(16- 64), con esto se observara la carga y descarga del condensador.



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Se realiza el calculo de minimos cuadrados para lograr la linealizacion.


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para lnea azul

M= 0,82 M= 0,98 M= 0,91

B= 0,2139 B= -0,1815 B= -0,3067

K=10^b K=10^b K=10^bK=10^(0,2139) K=10^(-0,1815) K=10^(-03067)

K=1,636 K=0,65 K=0,4935


Y= 1,636 + 0,82 x Y= 0,65 + 0,98 x Y= 0,4935 + 0,91 x

DESCARGA DE CONDENSADORES

De acuerdo a esta grafica podemos observar una variacin en los indicies de descarga.


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M= -0,21 M= -0,08 M= -0,27

B= 1,1816 B= 1,005 B= 0,9187

K=10^b K=10^b K=10^bK=10^(1,1816) K=10^(1,005) K=10^(0,9187)

K=15,19 K=10,11 K=8,29


Y= 15,19- 0,21 x Y= 10,11-0,08 x Y= 8,29-0,27 x

4. ANALISIS DE RESULTADOS

En nuestra prctica de laboratorio hicimos nuestras graficas con los datos tomados en ellas, para luego lineali-

zar por medio de los minimos cuadrados y hallar la ecuacin de la alza de voltaje y tambin cuando desciende

lineal a diferentes voltajes pero con una misma resistencia.

5. CONCLUSIONES

En este laboratorio se puede observar el funcionamiento de un condensador que es un ele-mento al-macenador de energa, por medio de un circuito donde se encuentre un condensador y un interruptor,
http://www.google.com.co/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=wVWj3dLbTCv9eM&tbnid=nT1u0ImeywywfM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.sapiensman.com%2Felectrotecnia%2Fproblemas19.htm&ei=bAJ8Ua6wNYHa8ATV7YFY&bvm=bv.45645796,d.dmg&psig=AFQjCNFmApzDV1wcLiwIL24HLnW_9h6fSQ&ust=1367167955664700


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y se puede observar el fenmeno de carga y descarga.

En este laboratorio tambin se comprende que el proceso de carga y descarga de un conden-sador estadado en funcin del tiempo e incluye conceptos bsicos de voltaje y corriente

Tambin el mtodo de descarga el cual consiste en cerrar el interruptor que abrimos para la carga, alcerrar este conectamos diversas resistencias y as empezamos la descarga del con-densador la cual lo

podemos observar en el multimetro donde empieza en un valor mximo hasta llegar a cero.


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Referencia

1. Internet: http://www.ulpgc.es/hege/almacen/download/40/40814/practica_numero_2.pdf2. Internet: http://www.sapiensman.com/electrotecnia/problemas19.htm3. Internet:http://www.ual.es/~mnavarro/Practica20.pdf
http://www.ual.es/~mnavarro/Practica20.pdfhttp://www.ual.es/~mnavarro/Practica20.pdfhttp://www.ual.es/~mnavarro/Practica20.pdfhttp://www.ual.es/~mnavarro/Practica20.pdf

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