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DEPARTAMENTO DE FISICA
UNIVERSIDAD CATOLICA DEL NORTE
LABORATORIO DE FISICA II
MODULO 8
CORRIENTE ALTERNA EN CIRCUITO RC
Concepto: circuitos RC serie y corriente alterna
Tiempo: 1h:30
EQUIPOS NECESARIOS
Science Workshop™ Interface
Power Amplifier
Computador Personal
2 Sensores de Voltaje, 1 Tester
Software Data Studio
DESDE LA CAJA DE CONEXIONES ELECTRONICAS AC/DC*
capacitor, 100 microfarad (1x10-4F)
resistor, 10 ohm (10 _)
conectores
caja de Conexiones Electrónicas AC/DC
PROPÓSITO
El propósito de esta actividad de laboratorio es:
o Investigar sobre el voltaje y la corriente, en un condensador y la resistencia de un circuito RC
serie conectado a una fuente de corriente alterna
o Determinar la fase y amplitud de las señales en cada elemento del circuito
TEORIA
En el circuito de la figura
  VR  VC
se cumple que
 idt
,   V0 sent , con   2ft
C
en que i: es la corriente en el circuito; VR : Voltaje en la resistencia; VC : Voltaje en el condensador;
pero
VR  iR ,
VC 
 : Voltaje alterno de la fuente de alimentación; V0 : Amplitud maxima del voltaje alterno;  :
Frecuencia angular de la señal alterna; f : Frecuencia lineal de la señal alterna
Reemplazando y derivando con respecto a t ; se tiene :
di i
R   V0 cos t
dt C
La solucion de esta ecuación diferencial es de la forma:
i  i0 sen(t   )
En que i0 yson las constantes de integración de la ecuación diferencial, denominadas amplitud
maxima de la corriente y fase, respectivamente. Al reemplazar esta solucion en la ecuación
diferencial del circuito, se determinan estas constantes en funcion de los parámetros del circuito. En
efecto i0 y se calculan de la siguiente manera:
1
1
  tg 1 (
) ;   2f

Fase: tg 
RC
RC
1
DEPARTAMENTO DE FISICA
UNIVERSIDAD CATOLICA DEL NORTE
LABORATORIO DE FISICA II
Amplitud maxima de la corriente: i0 
Como VR  iR ,
VC 
 idt
C
El voltaje en la resistencia será
,
El voltaje en el condensador sera
V0
R2  X C
2
  V0 sent ,
; en que X C 
1
es la reactancia capacitiva
C
i  i0 sen(t   ) , entonces:
: VR  Ri 0 sen(t   )
: VC  i0 X C cos(t   )
PROCEDIMIENTO
1.- En el circuito de la figura, considere R = 10  , C = 100 F , f = 100 Hz, V0 = 10 V.
2.- Calcule :  (frecuencia angular, en rad/s), T (periodo de la señal, en ms), X C (reactancia
capacitiva, en  ),  (fase, en rad), i 0 (amplitud maxima de la corriente, en A). Anote resultados en
hoja resumen
3.- Calcule :  , i, VR , Vc para t = 2,5 ms. Anote resultados en hoja resumen
4.- Arme el circuito de la figura con los elementos de circuitos anotados en el punto 1
5.- Mida con el tester la resistencia. Anote resultado en hoja resumen
6.- Coloque en el Amplificador de Potencia (en canal C) una Señal senoidal de las siguientes
características:
 Forma de onda
: senoidal
 Amplitud
: 10 V
 Frecuencia
: 100 hz. (equivale a un periodo de 10 ms)
 Frecuencia de muestreo
: 10000 hz. (100 veces la frecuencia de la señal)
 Mediciones
: votaje de salida, y corriente en canal C
 Condición de trabajo
: Auto (automático)
C: Cap. del condensador electrolítico (¡ cuidado con la polaridad !) ; 100 F. Con detencion
automatica a los 20 ms
7.- Configurar el sistema para medir voltaje en la resistencia por canal A y voltaje en el
condensador por el canal B.
8.- Configure un grafico para que se muestre en él: VR , Vc y Vsalida (  ); con el eje de las
ordenadas entre –10 V y +10 V y el eje de las abscisas entre 0 y 20 ms. Mida Vsalida ,VR y,
Vc para t = 2,5 ms, anote resultados en hoja resumen
9.- Configure un grafico para que se muestre en él i; con el eje de las ordenadas entre –0,7 A y
+0,7 A y el eje de las abscisas entre 0 y 20 ms. Mida i0, e i para t = 2,5 ms, anote resultados
en hoja resumen
i
10.- Si t=0  i  io sen , luego sen 
, mida i para t=0 ms y calcule  (en rad) y anote
io
resultado en hoja resumen.
HOJA RESUMEN
2.-Calculo de la frecuencia angular:
(rad/s)
=
2.-Calculo del periodo de la señal:
T=
(ms)
XC =
2.-Calculo de la reactancia capacitiva:
( )
2.-Calculo de la fase:
2.-Calculo de amplitud maxima de la corriente:
 =
3.-Calculo de  , para t = 2,5 ms
3.-Calculo de i, para t = 2,5 ms
3.-Calculo de VR , para t = 2,5 ms
=
3.-Calculo de Vc , para t = 2,5 ms
i0 =
i=
VR =
Vc =
(rad)
(A)
(V)
(A)
(V)
(V)
5.- Medicion de la resistencia con el tester
8.-Medicion de  , para t = 2,5 ms
8.- Medicion de VR , para t = 2,5 ms
R=
=
VR =
( )
(V)
(V)
8.- Medicion de Vc , para t = 2,5 ms
Vc =
(V)
9.- Medicion de i0
9.- Medicion de i, para t = 2,5 ms
10.- Medicion de i`, para t = 0 ms
10.-Medicion de la fase:
i0 =
i=
i`=
=
(A)
(A)
(A)
(rad)
2