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EXPERIENCIA No. 9: CIRCUITO RC EN CORRIENTE DIRECTA OBJETIVOS: Analizar el proceso de carga y descarga de un condensador en un circuito RC observando el papel que desempeña la resistencia y la capacitancia utilizada. Observar las gráficas de voltaje vs. tiempo e Intensidad vs. tiempo analizando el comportamiento exponencial tanto del proceso de carga como del proceso de descarga. Llevar a cabo el circuito utilizando el sensor cassy para la medición de voltaje y amperaje del circuito RC. EQUIPOS: Sensor cassy Cable USB Adaptador de corriente Software cassylab Tablero de conexión Interruptor Conmutador Conectores Resistencia de 10k y 47 k. Condensadores de 47F y 470F Cables
Multímetro Fuente de alimentación MONTAJE: PROCEDIMIENTO:
1. Para medir voltaje se activa en el sensor CASSY, se hace clic sobre el canal B (INPUT B) del sensor. Luego se escoge el rango apropiado en el cuadro de dialogo parámetros de medición para la medición que se vaya a llevar a cabo. Recuerde que esta medición siempre se lleva a cabo en paralelo; Observe que aparece en la configuración de entrada del sensor la magnitud tensión para un rango de hasta 10 Voltios. Para este experimento se escoge el rango de hasta 10 Voltios con el cero a la izquierda. Observe que cambian el color de las terminales en el canal B que inicialmente estaban de color negro a azul y rojo. Se observará lo siguiente:
Aparece por defecto, en el cuadro configuración de entrada del sensor, la magnitud tensión; ahora usted escoge la magnitud corriente y observará que cambia de color la terminal roja que aparece en el amperímetro y viéndose ahora así: Ahora escoja el rango de medición de amperaje hasta 0.03 A y coloque el cero a la izquierda. Seguidamente se da clic sobre la pestaña parámetro /fórmula y se empiezan a digitar los siguientes parámetros, constantes o fórmulas:
Luego se da clic sobre la pestaña “representación” y da clic sobre nueva representación: se escoge el gráfico Voltaje vs. Tiempo (UB1 en el eje vertical, tiempo en el eje horizontal); Intensidad vs. Tiempo (IA1 en el eje vertical vs. Tiempo en el eje horizontal); Intensidad teórica vs. Tiempo (Intensidad teórica en el eje vertical vs. Tiempo en el eje horizontal). Seguidamente se inicia la medición con el botón del cronómetro ó F simultáneamente con el pulsador del conmutador para la carga. Se detiene la medición manualmente cuando se halla alcanzado el voltaje de la fuente (aproximadamente 10 V).
a. ¿Cómo es el proceso de carga vs. Tiempo al inicio y al final del proceso?
b. ¿Cómo es el proceso de descarga vs. Tiempo al inicio y al final del proceso?
c. Considera usted que los procesos de carga y descarga en un circuito RC son procesos exponenciales. Justifique su respuesta.
1. a) ¿Qué efecto tiene la resistencia sobre el proceso de carga y descarga de un condensador? b) ¿Qué influencia tiene una capacitancia menor sobre el proceso de carga? 2. ¿Por qué la tensión (voltaje) del condensador aumenta muy lentamente en el último período de la carga? 3. ¿Por qué la corriente de carga alcanza su máximo valor al inicio de su proceso de carga? 4. Defina que es un condensador, y cuántas clases de condensadores existen. De dos ejemplos de aplicación de los condensadores. 5. ¿Qué diferencia existe entre un condensador y una batería? Explique. 6. Observaciones y Conclusiones.
