PRÁCTICA 5 CARGA Y DESCARGA DEL CAPACITOR Objetivos generales 1. Determinar la dependencia funcional del voltaje respecto al tiempo en un circuito RC para carga y descarga del capacitor. 2. Determinar las dependencias funcionales de la carga y corriente respecto al tiempo en un circuito RC para caga y descarga del capacitor. 3. Establecer el tiempo de relajación de un circuito RC. 5.1 Lecturas previas a la práctica 1. Funcionamiento del Osciloscopio (siglent SDS 1202DL). 2. Circuito RC en carga y descarga (Deducción de ecuaciones diferenciales y solución). 3. Tiempo de relajación τ de un circuito RC. 4. Estado estable de un circuito RC. 5.2 5.2.1 Guía de laboratorio Materiales • Osciloscopio. • Protoboard. • Resistencias: Una del orden de los kΩ y otradel orden de los M Ω. • Capacitor Electrolítico. • Fuente de alimentación DC. • Multímetro. • Flash memory de 2GB (Debe traer el estudiante). Montaje 1. Armar el circuito de la Figura 5.1: Figura 5.1: Esquema del montaje experimental. Figura 5.2: Montaje experimental para carga y descarga del capacitor. 35 36 Práctica 5 2. Conectar el amperímetro entre la resistencia y el capacitor. 3. Conectar el voltímetro en los terminales del capacitor. 4. Verificar la punta de prueba del Osciloscopio. 5. Configurar el cuadro de tiempo del osciloscopio a una escala que permita una mejor apreciación. 6. Conectar la sonda de prueba del osciloscopio al capacitor (Lagarto en la terminal negativa). 7. Configurar la fuente DC a 12V. Procedimiento • Carga del capacitor: 1. Colocar el switch en la posición 1 para empezar la carga del capacitor. 2. Obtener la función voltaje vs tiempo del osciloscopio tanto en el capacitor como en la resistencia (fig 5.3). 3. Tomar datos cada 10 segundos. Figura 5.3: Gráfico Voltaje vs tiempo para carga del capacitor (osciloscopio). • Descarga del Capacitor 1. Cargar previamente el capacitor. 2. Descargar el capacitor cambiando la posición del switch. 3. Obtener la función voltaje vs tiempo del osciloscopio tanto en el capacitor como en la resistencia (fig 5.4). 4. Grabar los valores del voltaje respecto al tiempo registrados por el osciloscopio en la flash memory. 5. Repetir el proceso para la segunda resistencia. 6. Repetir el procedimiento, pero esta vez con el osciloscopio conectado a la resistencia de orden de kΩ. Figura 5.4: Gráfico Voltaje vs tiempo para descarga del capacitor (osciloscopio). CARGA Y DESCARGA DEL CAPACITOR 5.3 37 Preguntas para análisis 1. ¿Cuál es el valor del tiempo de relajación? 2. ¿Cuál es el comportamiento obtenido para la carga y descarga del condensador? 3. ¿Cómo conectará dos capacitores adicionales si se desea aumentar la capacitancia del circuito? 4. ¿Las magnitudes corriente, carga y voltaje presentan relación con el tiempo de relajación, la resistencia y el condensador utilizados? 5. ¿Qué función mostraría el osciloscopio si se conecta a éste un capacitor cargado?
