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Práctica 4: Transitorios en circuitos RC I. Breve introducción teórica de la práctica. II. Transitorio de carga en un circuito RC serie. Tensión en el condensador. II.1. Sustituya t= en la expresión (4.3) para la tensión en el condensador en el transitorio de subida del estudio teórico adjunto y verifique que, para dicho valor de tiempo, la tensión en el condensador ha alcanzado aproximadamente el 63% de su valor final. VC(t=) = ________________ II.2. Haga un dibujo de la tensión en el condensador en el proceso de carga, indicando en dicha gráfica el valor final al que tiende así como los valores de la función en , 2 y 4 (use para ello (4.3.)). Para dar generalidad al dibujo llame al valor de la tensión de la fuente y no use los valores numéricos concretos que midió. II.3. A partir de la expresión (4.3.), obtenga el valor de t (en términos de ) para el cual la señal alcanza el 50% de su valor final. Tiempo para el cual la tensión alcanza el 50% del valor final = ________________ Nota: Los cálculos necesarios deben hacerse en una hoja aparte y adjuntarla al final de la memoria. No deben presentarse aquí. 1 II.4. Indique el valor de medido experimentalmente. experimental = ________________ II.5. Utilizando los valores nominales de R y C, calcule el valor de la constante de tiempo =RC con sus unidades. Compare el valor obtenido para haciendo uso de los valores nominales con el obtenido experimentalmente, indicando el porcentaje de diferencia. Rnominal = ________________ Cnominal = ________________ nominal = ________________ Diferencia entre nominal y experimental (%) = ________________ III. Transitorio de carga en un circuito RC serie. Intensidad en el circuito. III.1. Utilizando la ecuación (4.4.), verifique que transcurrido un tiempo = RC, la intensidad disminuye aproximadamente un 63% desde su valor inicial máximo en t=0. I (t=) = ________________ III.2. Haga un dibujo de la intensidad en el proceso de carga, indicando en dicho dibujo el valor de la misma en t=, 2 y 4. Para dar generalidad al dibujo llame I0 a la intensidad en t=0 (esto es, no use en este apartado los valores numéricos concretos que midió). 2 III.3. Indique el valor que midió para la intensidad en t=0 y compárelo con el que predice la teoría (es de esperar cierta discrepancia pues la señal del generador en el flanco de subida es algo menor que lo debido, como se ve en el osciloscopio). Iexperimental (t=) = ________________ III.4. Teniendo en cuenta el valor inicial observado en t=0 de la tensión en el condensador y una vez alcanzado el estacionario (puntos estudiados en el objetivo anterior), así como los correspondientes valores observados de la intensidad en t=0 y en el estacionario (vistos en este objetivo), deduzca a qué es equivalente un condensador en el instante inicial del proceso de carga así como una vez cargado en el estado estacionario. IV. Transitorio de carga en un circuito de dos mallas. IV.1. Sabiendo de objetivos anteriores cómo se comporta un condensador cargado, deduzca la expresión para la tensión en el condensador en estado estacionario (t ) en el circuito bajo estudio en función de , R1 y R2. VC (t) = ___________________ Nota: Los cálculos necesarios deben hacerse en una hoja aparte y adjuntarla al final de la memoria. No deben presentarse aquí. 3 IV.2. Sustituya en la expresión obtenida en el punto anterior los valores concretos de , R1 y R2 empleados en esta práctica a fin de determinar el valor teórico de la tensión final en el condensador. VC_teórico (t ) = ___________________ Nota: Los cálculos necesarios deben hacerse en una hoja aparte y adjuntarla al final de la memoria. No deben presentarse aquí. IV.3. Compare el valor medido para la tensión final en el condensador con el calculado teóricamente en el punto anterior e indique el porcentaje de diferencia. VC_experimental (t ) = ___________________ Diferencia entre VC_teórico y VC_experimental (%) = ________________ V. 4 Conclusiones