Mediciones electromagnticas. Circuito RC. Carga y descarga de un condensador con osciloscopio.

Juan Sebastin Alvarado Galeano, Samuel Orlando Meneses Tapia, Nestar Santiago Ospina Domnguez

Departamento de Fsica, Universidad Nacional de Colombia, Bogot, Colombia

Resumen

En esta experiencia se hizo uso de un osciloscopio para tomar medidas directas del voltaje de carga y descarga de un condensador a travs de una resistencia. Para cargar el condensador se utiliz una fuente que poda emitir una seal cuadrada para cargar el condensador de modo que alcanzara casi su carga mxima segn la frecuencia de la seal. Tambin se observ y midi el voltaje en la resistencia. Adems, se mir tambin la carga y descarga de dos condensadores en serie y en paralelo.

Introduccin

Un circuito RC es aquel en donde una condensador se carga o descarga a travs de una resistencia con una fuente de voltaje. (En nuestro caso voltaje continuo). El osciloscopio es un dispositivo que permite medir en tiempo real la variacin de voltaje a lo largo del tiempo. Este posee una funcin que permite cambiar la escala de tiempo a la que se ve cmo vara el voltaje. Se sabe que en un circuito RC la constante de tiempo de este viene dada por el producto entre la resistencia total del sistema y la capacitancia del condensador y que aproximadamente cinco veces el tiempo de la constante de tiempo el condensador casi ha alcanzado de manera completa, solo que sigue una ley exponencial. Conociendo cunto demorar un condensador en cargarse, se puede ajustar la frecuencia con la que se emite una onda cuadrada de tal manera que el voltaje de entrada sea opuesto justo cuando el condensador termine de cargarse. As, si se fija la imagen en el osciloscopio se pueden tomar medidas de la curva de carga y descarga del condensador a lo largo del tiempo, de la resistencia del circuito, y de dos condensadores en paralelo o en serie.

Detalles experimentales

Se us para esta experiencia un condensador dos condensadores de 1 F de capacitancia con un restato fijado a una resistencia de 50 . La fuente de la seal cuadrada tena una resistencia interna de 50 y fue conectada en serie con el restato (resistencia total de 100).

El circuito utilizado fue el siguiente:

Sabiendo tericamente el valor de la constante de tiempo, diez veces su valor sera el periodo de la seal de onda cuadrada emitida, y el inverso de este valor sera la frecuencia de esta seal. Con que para la carga y descarga de de un condensador de 1 F, se ajusto en la fuente una frecuencia de 1000 Hz para la seal cuadrada, 500 Hz con los condensadores en paralelo, y 2000 Hz con los dos condensadores en serie.

Anlisis de datos

Referencias

Anexo