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Práctico Nº 5 – Descarga de un capacitor – 6ºM2 Agr– Liceo 1 Noct – Prof. H. Meneses
Objetivo:
1. Estudiar la relación funcional entre la diferencia de potencial en los extremos de un capacitor y el
tiempo durante el proceso de descarga a través de la resistencia interna de un voltímetro.
2. Determinar: la constante de tiempo del circuito, la capacidad del capacitor y la carga eléctrica
almacenada inicialmente.
Fundamento teórico:
La figura muestra un circuito en el que se ha conectado una resistencia en serie
con un capacitor inicialmente sin carga almacenada.
Cerrando el circuito con el interruptor en la posición (a), se establece una
corriente transitoria con sentido horario, que provoca el almacenamiento de carga
en el capacitor, apareciendo entonces una diferencia de potencial  V C entre sus placas:  V C =
q
C
Cuando  V C alcanza el valor de la fem  , finaliza la corriente de carga y el capacitor queda
cargado con una carga q 0 . Se verificará entonces que : =
q0
C
Posteriormente, al colocar el interruptor en la posición (b), se establece una corriente transitoria con
sentido antihorario a través de la cual se produce la descarga del capacitor.
Los experimentos realizados nos dicen que, durante la descarga, la diferencia de potencial en el capacitor
VC
varía con el tiempo t, de acuerdo con la expresión:
−t
 V C = V 0 ⋅e R⋅C
siendo R la resistencia
C
en el circuito, C la capacidad y  V 0 el valor de la diferencia de potencial en t = 0.
C
El producto RC se llama: constante de tiempo capacitiva del circuito y se designa con la letra
 (tau) por
lo que escribiremos que: = R⋅C
−t
Tau tiene dimensiones de tiempo (ya que el exponente en la ecuación  V = V ⋅e R⋅C debe ser
C
0
C
adimensionado) y representa el tiempo que tarda el capacitor en disminuir la carga almacenada al 37 % de
la carga inicial q 0 ya que: en t==R⋅C ,
 V C = V 0 ⋅ e
C
−R⋅C
R⋅C
⇒ V C = V 0 ⋅ e −1 ⇒  V C = V 0 ⋅
La representación gráfica de
C
 V C = f t
C
1
= V 0 ⋅ 0,368
e
C
corresponde a una curva
exponencial como la que aparece en la figura .
1
Práctico Nº 5 – Descarga de un capacitor – 6ºM2 Agr– Liceo 1 Noct – Prof. H. Meneses
Materiales:
Generador de CC, voltímetro, capacitor, soporte y conductores.
Circuito:
+
+
+
V
Procedimiento:
1) Arme el circuito de la figura.
2) El capacitor se carga al cerrar el interruptor.
3) Inicie la descarga del capacitor a través de la resistencia interna del voltímetro abriendo el circuito
como indica la figura al mismo tiempo que comienza a registrar el tiempo.
4) Construya un cuadro de valores con las diferencias de potencial y el tiempo, y grafique ∆Vc = f ( t ).
5) Determine τ, El cálculo se realizará determinando, por interpolación en la gráfica ∆Vc = f(t), el
instante en el que el voltaje en el capacitor alcanza el valor ∆Vc = 0.37. ∆Vo c , el cual corresponde,
como ya se explico, al valor de τ.
6) Determine C
a partir de τ y teniendo en cuenta que el voltímetro tiene una sensibilidad de
_________________
Los voltímetros a usar, indican un parámetro denominado sensibilidad, p.ej: S = 20000 Ω/V . Esto
permite determinar la resistencia interna del voltímetro, si multiplicamos S por el fondo de escala
(FE) seleccionado. Supongamos que FE = 10V :
R = S. FE = 20000 Ω/V .10 V = 200000 Ω = 200 kΩ = 0.2 MΩ
7) Se apaga la fuente, se desarma el circuito y se ordena el material.
Resultados:
Conclusiones:
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