UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DE LIMA SUR
SISTEMAS ELECTRICOS Y ELECTRONICOS
LABOR LA BORA ATORIO N° 02 CIRCUITOS ELECTRICOS BASICOS
Docente:
CASTRO PULCHA BERNARDO ELIAS Integ!nte": #C$!n%&'( H&!)!n(* Ant$on+ #G&!%(! C,"-e%e"* E%%e #S!nto" V(..!e!.* /!.!
201
LABORATORIO N° 03: CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR
I.
OBJETIVOS:
II.
Observar y registrar el comportamiento de un C ante una fem corriente continua.
!"CO TEO"ICO:
Con relaci#n a los condensadores tambi$n podemos describir toda una bibliograf%a acerca de su comportamiento al ser alcan&ados por una tensi#n de tipo continua. Seg'n podemos ver en la ilustraci#n correspondiente el condensador b(sico es) por definici#n) tan solo un par de pie&as de material conductor separadas por otro material de tipo aislante) el cual puede ser 'nicamente aire. Se *a convenido en denominar armaduras a las dos placas +ue constituyen el condensador, mientras +ue a la sustancia aislante +ue las separa se le asigna la denominaci#n de dieléctrico. El evento +ue ocurre cuando un condensador se conecta a una fuente de corriente continua es la carga del mismo. El condensador permanece en estado neutro ambas armaduras tienen una carga neutra la una respecto a la otra si partimos de la posici#n B ,suponemos el condensador totalmente descargado-. asamos luego el interruptor a la posici#n ! y los electrones presentes en la placa o armadura conectada al polo positivo de la alimentaci#n son atra%dos por este) con lo +ue dic*a placa +ueda con un déficit de electrones o) dic*o de otro modo) ad+uiere una carga positiva.
En el polo opuesto del condensador ocurre una situaci#n similar pero de sentido inverso) es decir) el polo negativo de la bater%a env%a electrones *acia la placa del condensador a la +ue est( conectada. Esto) por supuesto) se traduce en +ue dic*a placa ad+uiere una carga de signo negativo o) lo +ue es igual) un e/ceso de electrones.
0as placas del condensador est(n siempre separadas por un material aislante ,diel$ctrico- por lo +ue) al conectar un condensador a la alimentaci#n ,continua-) lo +ue siempre ocurre es +ue este se carga de forma inmediata. ! pesar de +ue la circulaci#n real a trav$s del diel$ctrico no se da) se origina en el momento de la carga una circulaci#n de corriente el$ctrica a trav$s del conductor +ue una el condensador a la alimentaci#n. 1ic*a intensidad medible por otra parte) con un amperme!ro de adecuada sensibilidad se debe a la secuencia de carga dada en el instante de conectar el condensador a la bater%a y +ue evoluciona como ya se *a e/plicado anteriormente. 1ic*a circulaci#n se debe a +ue en el instante de conectar la alimentaci#n a las placas del condensador se establece una diferencia de potencial entre las placas del mismo y los polos de la citada alimentaci#n. 2na ve& +ue el potencial se iguala lo cual tiene lugar en breves instantes la circulaci#n ,por as% decirlo- en el circuito se detiene. odemos en este instante decir +ue el condensador se *a cargado. 0a ran de +ue el condensador permane&ca cargado se debe a +ue sus dos placas *an ad+uirido un potencial id$ntico entre s% pero de signo contrario. 1ic*a situaci#n se traduce en una atracci#n entre cargas +ue no pueden llegar a 3untarse por la separaci#n a la +ue el diel$ctrico aislante las somete. Esta atracci#n es la e/plicaci#n de la citada carga del condensador" Si en este instante desconect(ramos el condensador del circuito comprobar%amos +ue el mismo permanece cargado ,no *ay un camino el$ctrico para +ue puede descargarse-. ero lo +ue vamos a *acer a*ora es pasar el interruptor) de nuevo) a la posici#n B. !*ora ya no partimos de un condensador en estado neutro sino de un condensador ya cargado. !l dar a las placas del condensador una posibilidad de e+uilibrar sus cargas estamos procediendo al evento contrario al anterior) es decir) a la descarga de# condensador" 0a diferencia de potencial entre placas *ace +ue) por un instante) el circuito se aseme3e a una pila alimentando a una resistencia ,"- conectada en serie con ella) pero con una salvedad) a+u% no *ay reacci#n +u%mica entre polos ,placas delcondensador$ ya +ue estos no son m(s +ue un par de materiales conductores separados por una sustancia m(s o menos aislante. 1e a+u% podemos deducir ya +ue) al *aber una dese+uilibrio de cargas entre placas ,una es positiva y la otra negativa- y conectarlas a trav$s de ") se produce una circulaci#n de electrones para soluciones dic*o dese+uilibrio y conseguir igualar el potencial el$ctrico entre placas. Este suceso se conoce como descarga del condensador" 0a car%a del condensador responde a una circulaci#n de corriente alta en principio y nula al final) cuando el mismo ya est( cargado. 0a descarga del condensador tambi$n genera una circulaci#n de electrones alta
en el primer instante pero nula al final del proceso. 0a diferencia entre una corriente y otra es +ue son de sentido contrario. En la ilustraci#n +ue representa el circuito de carga4descarga del condensador podemos observar tambi$n unas curvas +ue representan la evoluci#n de la tensi#n ,potencial- en bornes del condensador al poner el mismo en posici#n B partiendo de un condensador neutro ,descargado-y al ponerlo en la posici#n !. !mbas curvas est(n convenientemente identificadas como carga y descarga. En la primera curva) la tensi#n en bornes del condensador es nula en el instante de conectarlo a la pila y aumenta *asta +ue este se carga. En la segunda curva vemos +ue partimos de un condensador cargado y) en el momento de unir sus placas a trav$s de ") se origina una descarga progresiva. Tanto en el caso de la carga como de la descarga del condensador la circulaci#n de corriente tendr( una duraci#n mayor o menor dependiendo de la resistencia a trav$s de la +ue se conecte el condensador" ! esta duraci#n se le asigna en electr#nica el nombre de constante de tiempo RC. Se define por constante de tiempo) "C) al transcurrido desde +ue se inicia la carga de un condensador conectado en serie con una resistencia *asta +ue las placas del mismo ad+uieren un potencial del 567 del valor final ,el de la alimentaci#n-. En el caso de la descarga) se trata del tiempo +ue transcurre *asta +ue el condensador disminuye su potencial entre placas y alcan&a el 687 del valor inicial del mismo.
III.
!TE"I!0ES:
IV.
!"!" CI"C2ITO !"! 0! C!"9!:
V.
E1I" CO 20TIET"O ": Condensador &'()4;
? t Vc
@A @
=A .5=
;A .5<
6A .5D
A .8;
5A .88
8A .8D
6A .=@
A .==
5A .=;
8A .=;
Condensador *+00() 45.6V "esistencia =< t Vc
@A @
=A .@<
;A .@
VI. 6764 676 6754 675 6714 671 6744 674
0
2
3
4
1
5
9"!IC!": 373
372
37
3706
3701
3703
3702
3
VII.
0
2
3
!"!" CI"C2ITO 1E 1ESC!"9!:
4
1
5
6
6
VIII.
E1I" CO 20TIET"O: Condensador *+00() 45.6V "esistencia =>? t Vc
IF.
@A .D
9"!IC!:
=A 5.D
;A 6.D5
6A =.D;
A =.;=
5A @.@
8A @.;;
8 674 6 574 5 174 1 474 4 374 3 74 274 2 74 074 0
F.
0
2
3
4
1
5
6
COC02SIOES:
El valor de la resistencia es directamente proporcional al tiempo de carga.
XI.
OBSEV!CIOES:
No se pudo calcular el tiempo de descarga con los materiales: Condensador *+00() 45.6V "esistencia =<
De-do a .(e e# !-empo de descar%a es: 0"0//+ se%(ndos
Cuando se traba3# con el condensador de =<@@ u4 5.6V y la resistencia =) como efecto el condensador comen a recalentar y se *inc*#.