Electricidad y Magnetismo Práctica #3 Circuito RC

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Desarrollo experimental

Para realizar el experimento lo primero fue realizar todos los cálculos en una hoja de cálculo de Excel para de esta forma obtener los resultados teóricos, que serían los resultados que se obtendrían en una situación ideal cuando ningún factor externo interactúe con la práctica, con base en estos resultados se podrá comprobar si los resultados en la práctica son parecidos o si son diferentes.

La parte práctica del experimento consistió primero en armar un circuito como se muestra en la Ilustración 2.

[pic 12]

Ilustración 2. Circuito de carga.

En el circuito fue utilizada la pila de 9 volts como fuente de poder, a esta se le conecto en su polo positivo o cátodo, 2 resistencias de 100KΩ unidas de forma paralela para conseguir una resistencia total de 50KΩ, la resistencia a su vez se conectó al capacitor que a su vez fue conectado a la fuente de poder. Se conectaron dos multímetros de forma paralela en la resistencia y en el capacitor respectivamente para obtener las mediciones del voltaje que se encontraba en cada uno, se hizo uso de caimanes para facilitar el manejo de todas las conexiones.

Teniendo en cuenta los cálculos obtenidos en la parte teórica de la práctica que nos dicen que al multiplicar los 50KΩ con los 2200microfaradios obtenemos el valor de un Tau (T) que nos servirá para calcular en cuento tiempo se cargará el capacitor. En este caso el Tau nos da un valor de 110 segundos por lo cual en 550 segundos el equivalente de 5 Tau el capacitor estará cargado en un 98%. Para obtener una cantidad de mediciones adecuadas para realizar el reporte y las gráficas se realizó una medición cada 5 segundos de este modo se podrá apreciar el factor exponencial de la carga.

Al finalizar el conteo de la carga del capacitor y ante la ausencia de un switch se reacomodo el circuito de la manera que se muestra en la Ilustración 3.

[pic 13]

Ilustración 3. Circuito de descarga.

En el momento en el que el capacitor fue desconectado de la fuente de poder fue conectado a otra resistencia total de 50KΩ está vez para observar los valores de voltaje en la descarga, es importante que se realice lo más pronto posible para evitar que el capacitor pierda carga antes de ser medida es útil tener listo el multímetro en la resistencia a medir recordando conectarlo de manera paralela para mediciones precisas y dado que no es necesario mover el multímetro del capacitor se recomienda dejarlo en su posición. Se observa que el capacitor comienza con todo su voltaje y comienza a disminuir de una manera exponencial, sucede lo mismo con la resistencia que al estar recibiendo su voltaje del capacitor a manera que esté disminuye también lo hace el voltaje de la resistencia. De nuevo para asegurar una medición correcta y resultados confiables se tomaron mediciones cada 5 segundos durante los 5 Tau que tarda el capacitor en descargarse.

Tanto en el proceso de carga como en el de carga se realizó una grabación de los resultados para que pudieran ser revisados después con comodidad y tranquilidad.

Resultados y discusión

A continuación, se muestra la tabla con los resultados de carga y descarga del capacitor en la práctica. Cada Tau se encuentra resaltado para poder observar con mayor facilidad como el aumento primero avanza de manera exponencial para ir disminuyendo poco a poco.

Tabla 2. Valor de voltaje en capacitor y resistencia en la carga del circuito (Práctica)

Voltaje capacitor (V)

Voltaje en la resistencia

Tiempo (s)

Voltaje Capacitor

(V)

Voltaje en la resistencia

Tiempo(s)

1,141

8,6

5

6,6

3,14

130

1,566

8,18

10

6,67

3,06

135

1,979

7,82

15

6,74

2,97

140

2,323

7,41

20

6,85

2,88

145

2,661

7,08

25

6,93

2,79

150

2,993

6,75

30

7,01

2,72

155

3,319

6,42

35

7,09

2,64

160

3,627

6,11

40

7,17

2,57

165

3,877

5,86

45

7,24

2,5

170