Fisca 2_9 - Laboratorio de F´ ısica 26 de marzo de 2011...

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Unformatted text preview: Laboratorio de F´ ısica 26 de marzo de 2011 Carga y Descarga de Condensadores 1. Objetivos 1. Determinar la forma de la curva de tensi´ on de carga y descarga de un condensador. 2. Determinar como se lleva a caba el proceso de carga y descarga de un condensador. 2. Teor´ ıa El condensador Un condensador o capacitor es cualquier arreglo de dos placas met´ alicas. Los capacitores almacenan carga sobre sus placas, y por ello eneg´ ıa el´ ectrica en sus campos el´ ectricos. El almacenamiento de energ´ ıa tiene lugar porque se requiere trabajo para transferir carga de una placa a otra.Para un capacitor, la diferencia de potencial a trav´ es de las placas es proporcional a la carga Q sobre ellas. Eata proporcionalidad puede hacerse una ecuaci´ on usando una constante C , llamada capacitancia: Q = CV o C = Q V La capacitancia es una medida cuantitativa de qu´ e tan efectivo es un capacitor en alma- cenar carga.Se define como la magnitud de la carga almacenada en cualquier placa por volt. Carga de un capacitor a trav´ es de un resistor La carga por una bater´ ıa de un capacitor inicialmente descargado se realiza en funci´ on del tiempo. La carga m´ axima Q o que el capacitor puede acumular depende de la capacitancia ( C ) y del voltaje de la bater´ ıa ( V o ): Q o = CV o . En t = 0, no hay carga sobre el capacitor y por tanto ning´un voltaje a trav´ es de ´ el. Por ello, el voltaje pleno de la bater´ ıa aparece a trav´ es del resistor, resultando una corriente inicial I o = V o R . Conforme la carga aumenta sobre las placas del capacitor, tambi´ en lo hace el voltaje a trav´ es de las placas. Eventualmente, el capacitor queda cargado al m´ aximo, y la corriente disminuye a cero cuando el voltaje del resistor cae a cero y el voltaje del capacitor se eleva a V o , ya que entre mayor es su valor. La capacitancia tambi´ en influye en la rapidez de carga, y toma m´ as tiempo cargar un capacitor m´ as grande.Se puede mostrar que el voltaje a trav´ es del capacitor aumenta exponencialmente con el tiempo de acuerdo con la ecuaci´ on: V C = V o [1- e- t RC ] donde e tiene valor aproximado de 2.718.La corriente var´ ıa con el tiempo de acuerdo con la ecuaci´ on: I = I o e- t RC 1 La corriente decrece exponencialmente con el tiempo y es m´...
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