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Informe de laboratorio de fisica C

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  • 1. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL INSTITUTO DE CIENCIAS FISICAS LABORATORIO DE FISICA CProfesor: Richard Pilozo SolanoTitulo de la práctica: Circuitos RCNombre: Ricardo Tigrero GonzalesParalelo: 18 2012-2013
  • 2. ResumenSeItroducciónComo ya sabemos de una practica anterior un capacitor es un dispositivo que se usa paraalmacenar carga y que consiste en dos conductores que no se tocan. Estos dosconductores tienen, por lo general, cargas del mismo valor pero de signo contrario.En la figura anterior, debemos considerar que el capacitor seencuentra inicialmente descargado y que se cargaraprogresivamente hasta que la tensión entre sus placas se equilibrecon la tensión esternaVcc suministrada por la batería o fuente detensión continua. Cuando esto ocurra, la intensidad que recorre elcircuito ((proporcionado por la carga al condensador) caerá a cero.Al aplicar las leyes de Kirchooff al circuito de la figura antes vistatenemos:V =RI + Vc(a)Donde Q =CVc(b)
  • 3. Reemplazando b en aEntonces tenemos V = RI + (Q/C)La intensidad I que circula por el circuito antes mostrado, varìa enforma continua, y su valor en cada instante de tiempo es, pordefinición I=dQ/dt, siendo dQ la fracción de carga que atraviesacualquier porción del circuito y que se deposita en las placas delcondensador en el intervalo de tiempo dt.En la expresión V=RI + (Q/C) la tensión V proporcionada por lafuente es constante en todo momento, mietras que, en unafracción de tiempo dt, la intensidad I variara en dI y la carag delcondensador Q variara en dQDiferenciando en la expresión anterior y teniendo en cuenta laexpresión I=dQ/dt tenemos que siendo b una constante deintegración se obtiene:Aplicando e a ambos lados
  • 4. Con A= es una constante: consecuentementetenemos la expresión general:En el instante t=0 la carga en el condensador debe ser nula, luego,según la ecuación, V=RI. Por otra parte, cuando t=0 tenemos I=A,entonces la expresión que describe el proceso de carga de uncondensador en un circuito serie R, C es, por tanto (d) (e)Siendo (e) la ecuación que representa la carga del capacitor dondeQ = CVcc es la carga máxima sobre las placas y es la constantecapacitiva de tiempo.Generalmente =RC, donde R es la resistencia total y C es lacapacitancia total del circuito. Esta constante se la define como larapidez de carga del capacitor. Si Tao es pequeña el capacitor secarga rápidamente caso contrario el capacitor se carga maslentamente. Su unidad es el segundo (s).Otra forma de expresar la constante de tiempo es el tiempo quele toma al capacitor alcanzar el 63% de su carga total o también
  • 5. es el tiempo que le toma a la corriente en decrecer el 37% de sucorriente maxima.El voltaje en el capacitor no varía instantáneamente y sube desde 0voltios hasta E voltios (E es el valor de la fuente de corrientedirecta conectado en serie con R y C).Por otro lado en la figura siguiente En el momento que se cierra el switch la corriente es maxima y solo habrá caída en el resitor Condiciones iniciales: t=0 (interruptor) I=I max Q=0 El capacitor se porta como corto circuito (a veces se dice que se porta como un alambre) t=0 Cuando el capacitor se carga completamente, este se porta como un circuito abierto.
  • 6. De manera similar suponiendo que el capacitor ha alcanzado unvalor Q0 de carga desconectamos la batería del circuito R-C yconectamos el interruptor. Estas son la expresiones para la carga ycorriente de un capacitor que se esta descargando.Equipos o Fuente regulable de voltaje DC o Voltímetro o Amperímetro o Interruptor o Resistores o Cables de conexión o CapacitorProcedimiento experimentalSe arma el siguiente circuito
  • 7.  Establezca el voltaje de la fuente justo en 8 voltios  Se coloca el interruptor en la posición 1. Lea la corriente incial (posicion1) y luego lea en el voltimetro el valor respectivo.Resultados
  • 8. Tiempo(s) Corriente (uA) Voltaje (V)0,0 60 2.05,0 55 2.410,0 50 1.1915,0 46 1.320,0 41 1.2525,0 37 1.2030,0 35 1.1535,0 31 1.1040,0 29 1.0545,0 26 150,0 23 0.9555,0 21 0.9060,0 19 0.8565,0 17 0.8070,0 16 0.79Señale dos posibles fuentes de errores que puedan haberseencontrado en la práctica.La falta de precisión en los equipos, la incorrecta obtención de losdatosCalcule la diferencia entre el valor teorico y el valor experimentalde la constante de tiempo
  • 9. Corriente(uA) 70 60 50 40 30 20 10 0 tiempo(s) 0 20 40 60 80¿Cuál es el tiempo en que la corriente alcanza el 37% de lacorriente máxima?Obteniendo el 37% de la corriente máxima (60) se tiene : 22.2Evaluando 22.2 para obtener el tiempo se obtiene que t = = 51 (s) Voltaje 2.5 2 1.5 1 0.5 0 tiempo… 0 20 40 60 80
  • 10. Valor del Teorico =RC =(470*10-6)(100*103) =47(s)GráficosConclusionesSe verifico la Ley de Chirchhoff para voltaje debido a que losporcentajes de error son bajos, y también para corriente el cualpresento errores altos debido a una falla en la fuente de poderBibliografía: Libro Guía, Internet