CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR

REPORTES DE

LABORATORIO. Universidad Albert Einstein.

REPORTES. En el siguiente reporte se discutirá los

diferentes laboratorios vistos en el curso

de electricidad y magnetismo del ciclo 02-

2015.

Franklin Enrique Barrera Landaverde Electricidad y magnetismo.

1

REPORTES DE LABORATORIO. FRANKLIN ENRIQUE BARRERA LANDAVERDE

INTRODUCCION

El presente trabajo se ha realizado con la intención de conocer más sobre los fenómenos de la

Electricidad y el Magnetismo.

La electricidad es un tema que si bien es cierto es muy útil pocos son los interesados en conocer la

forma en la que esta se produce,

En este trabajo se realizaran diferentes experimentos que darán a conocer las diferentes

aplicaciones de la electricidad así como también se aprenderá a elaborar ciertos circuitos y a

manejar ciertos materiales indispensables para su elaboración.

2


Practica N°1

CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR.

OBJETIVO: Trazar la curva de carga y descarga de un condensador y los factores que afectan el índice

de carga/descarga y el efecto que tienen estos factores en el índice.

MATERIAL Y EQUIPO

Tablero de conexión.

Interruptor.

Conmutador.

Resistencia de 10KΩ.

Resistencia de 47KΩ.

Condensador Electrolítico de 47µF.

Condensador Electrolítico de 470µF.

Alambre en bloque de conexión.

Cable de conexión de 25cm, rojo.

Cable de conexión de 50cm, rojo.

Cable de conexión de 50cm, azul.

Multímetro.

Fuente de alimentación 0-12 VDC.

PROCEDIMIENTO

I. PRIMERA PARTE

1. Arme el circuito de la figura 1, el interruptor deberá de estar en la posición de

apagado y el conmutador en la posición 1, seleccione el voltímetro el rango de

valores de 0-20 voltios DC.

2. Encienda la fuente de alimentación y fije la tensión directa a 12 voltios.

3. Carga el circuito accionando el interruptor en la posición de encendido y observe

el voltímetro. Anote las observaciones en (1).

4. Descargue el circuito pasando el conmutador a la posición. Observe el voltímetro

una vez más y anote su observación.

5. Cortocircuite el condensador por unos segundos usando un cable de conexión

de 25cm. Retire el cortocircuito cuando la tensión del condensador sea de 0

voltios.

6. Pase el conmutador a la posición 1 iniciando en 0 voltios, mida la tensión del

condensador en intervalos de 1 segundos. Anote las medidas en la tabla. La

toma de las medidas requiere de gran concentración y probablemente un poco

de práctica. Si falla la primera serie de medidas, cortocircuite brevemente el

condensador y repita las mediciones.

7. Pase el conmutador a la posición 2 y tome las medidas de la tensión del

condensador en intervalos de 10 segundos, y anótelos en la tabla 1.

3


8. Interrumpa la carga del circuito colocando el interruptor en la posición de abierto.

II. SEGUNDA PARTE

1. Ponga el conmutador en la posición 1, cargue el circuito y mida el tiempo que le

toma al condensador llegar a seis voltios. Anote el tiempo en la tabla 2.

2. Abra el interruptor. Descargue el condensador y reemplace con el condensador

de 47µF.

3. Cargue el circuito y una vez más mida el tiempo que toma en llegar a 6 voltios.

4. Reemplace la resistencia de 47KΩ con una de 10KΩ y repita las mediciones.

5. Reemplace el condensador de 47µF con una de 470µF y repita las mediciones.

6. Apague la fuente de alimentación.

FIGURA 1

EVALUACION

1. Usando los datos de carga y descarga de la tabla 1, trace un gráfico.

2. Explique la curva de estos gráficos y/o sus observaciones anotadas en (1).

3. Explique la relación entre el tiempo que toma cargar el condensador y la

capacidad C, así como, la relación entre el tiempo necesario para cargar y la

resistencia R (designado como resistencia de carga). Explique porque debe ser

así la relación.

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Observaciones y resultados de las mediciones:

1- Si conectamos en posición 1 se carga V= 11.50 y su tiempo es de 42.5

segundos. El tiempo en cargarse es rápidamente pero al es imposible que llegue

a los 12 voltios ya sé que pierde al cargarlo.

2- Si conectamos en posición 2 se descarga completamente. A medida que pasa

el tiempo se descarga rápidamente pero para llegar a un cero es completamente

imposible ya siempre hay voltaje, en ese caso se hace un cortocircuito para que

le voltaje llegue nuevamente a cero.

Tabla 1

T/S 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Carga: Uc/V 0.02 3.46 6.06 7.84 9.02 9.84 10.43 10.83 11.11 11.30 11.43 11.55 11.62 11.67

Descarga: Uc/V 11.77 8.22 5.77 4.02 2.85 2.00 1.41 1.02 0.74 0.54 0.40 0.29 0.22 0.16

Tabla 2

R/KΩ C/µF Tiempo (seg.)

47 470 19.7

47 47 2.2

10 47 1.2

10 470 4.6

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4

CA

RG

A:

UC

/V

TIEMPO EN SEGUNDOS

CARGA

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4

DES

CA

RG

A: U

C/V

TIEMPO EN SEGUNDOS

DESCARGA

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Conclusión

A través del siguiente trabajo nos pudimos dar cuenta sobre ciertas cosas, por ejemplo

que la relación que hay entre el tiempo con la carga del condensador, es un tipo de

relación directa lo cual mientras mayor es el tiempo mayor es la carga que va a tener el

condensador, por otro lado la relación que tiene la descarga del condensador con

respecto al tiempo es una relación indirecta, a medida que transcurre más tiempo, la

carga del condensador es menor.

Practica N°2

La Ley De Ohm

EJERCICIO Estudia la relación entre tensión, intensidad y resistencia.

MATERIAL

- Resistencia 470 Ω

- Resistencia 100 Ω

- Resistencia 1k Ω

- Resistencia 4.7k Ω

- Resistencia 10k Ω

- Cable 50 cm, rojo

- Cable 50 cm, azul

- Fuente de alimentación

- Multímetro A

MONTAJE

(Ver el esquema eléctrico)

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ESQUEMA ELECTRICO

RESULTADOS DE LAS MEDIDAS

*TABLA 1

RESISTENCIA R EN Ω

TENSION U EN V

INTENSIDAD MEDIDA I

EN mA

INTENSIDAD TEORICA I EN mA

INTENSIDAD TEORICA

I EN A

100 3 29 30 0.03

100 5.76 58.7 60 0.06

100 8.57 86.8 90 0.09

100 11.47 115.1 120 0.12

*TABLA 2

TENSION U EN V

RESISTENCIA R EN Ω

INTENSIDAD MEDIDA I EN mA

INTENSIDAD TEORICA I EN mA

INTENSIDAD TEORICA

I EN A

11.70 100 117.7 120 0.12

11.90 470 25.8 25 0.025

11.98 1000 12 12 0.012

12.01 4.7kΩ 2.5 2.5 0.0025

12.01 10kΩ 1.2 1.2 0.0012

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EVALUACION

I. ¿Qué relación existe entre tensión e intensidad?

La intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor es directamente

proporcional a la diferencia de potencial aplicada (tensión) e inversamente

proporcional a la resistencia del mismo.

Conclusión

Hemos logrado comprobar la ley de ohm, donde afirma que la corriente que circula por un

conductor eléctrico es directamente proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la

resistencia siempre y cuando su temperatura se mantenga constante.

PRACTICA N° 3

CIRCUITOS DE RESISTENCIAS EN SERIE

OBJETIVO

- Comprobar experimentalmente la distribución de corriente y voltaje en los elementos de

un circuito conectado en serie.

TEORIA

Cuando dos o más resistencias se conectan juntas de tal forma que solo tienen un punto

en común se dice que están conectadas en serie. La corriente es la misma en cada resistencia; es

decir, que toda la carga fluye a través de R₁ debe ser igual a la carga que fluye a través de R₂

Por lo tanto, se puede reemplazar las dos resistencias en serie por una sola resistencia equivalente

Req. Cuyo valor es la suma de las resistencias individuales.

Req. = R₁ + R₂

La resistencia equivalente de tres o más resistencias conectadas en serie es, simplemente:

Req. = R₁ + R₂ + R₃….

Por lo que, resistencia equivalente de una conexión en serie de resistencias es siempre mayor que

cualquiera de las resistencias individuales.

MATERIALES

- 1 Placa reticular

- 1 Portalámparas E 10

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- 1 Bombilla 6 V/ 0.5 A.

- 1 Interruptor

- 2 Resistencias 100 Ω

- 1 Resistencia 1 KΩ

- 1 Cable 25 cm, rojo


- I Cable 50 cm, azul

- 1 Fuente de alimentación 3… 12V-/6V-, 12V-

- 1 Multímetro A

MONTAJE

(Ver el esquema eléctrico)

PROCEDIMIENTO

1. Primero construir el circuito con una lámpara (luz intensa)

2. Poner la tensión de funcionamiento a la tensión nominal de la lámpara. Observar el brillo

de la lámpara, mida la intensidad y el voltaje. Llevar todo lo observado y medido a la

siguiente tabla.

3. Coloque la segunda lámpara, y repetir la observación y la medición.

4. Quitar las dos lámparas del circuito, y coloca, primero una, y después dos resistencias de

100 Ω. Medir las dos veces la intensidad y el voltaje.

5. Medir la intensidad, como se indica en el esquema eléctrico, en distintos puntos del

circuito.

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PRACTICA N° 3

CIRCUITOS DE RESISTENCIAS EN PARALELO

OBJETIVO

- Comprobar experimentalmente la distribución de corriente y voltaje en los elementos de

un circuito conectado en paralelo.

TEORIA

Al considerar dos resistencias conectadas en paralelos existe la misma diferencia de potencial a

través de cada una de ellas.

Sin embargo, la corriente, por lo general, no es la misma; si esta debe pasar por una unión o nodo,

es decir, se abre en dos partes; la carga a tiende a tomar la trayectoria de menos resistencia.

La fórmula ocupada en este caso es 1

𝑅𝑒𝑞=

1

𝑅1+

1

𝑅2

Esto puede arreglarse para dar

Req = 𝑅1𝑅2

𝑅1 + 𝑅2

Una extensión de este análisis a tres o mas resistencias en paralelo de la siguiente expresión

general:

1

𝑅𝑒𝑞=

1

𝑅1+

1

𝑅2+

1

𝑅3…

MATERIALES

- 1 Placa reticular

- 1 Portalámparas E 10

- 1 Bombilla 6 V/ 0.5 A.

- 1 Interruptor

- 2 Resistencias 100 Ω

- 1 Resistencia 1 KΩ



- I Cable 50 cm, azul

- 1 Fuente de alimentación 3… 12V-/6V-, 12V-

- 1 Multímetro A

MONTAJE

(ver el esquema eléctrico)

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PROCEDIMIENTO

1. Montar el circuito según el esquema eléctrico. Primero sin colocar el cable indicado con la

línea discontinua.

2. Poner la tensión de funcionamiento a la tensión nominal de las lámparas. Observar el

brillo de la lámpara y mide la intensidad. Llevar todo lo observado y medido ala siguiente

tabla.

3. Desconectar e amperímetro de la lámpara 1 y conecta la lámpara 2. Observar el brillo de la

lámpara y medir la intensidad

4. Puntear con un pequeño cable los contactos inferiores de las dos lámparas. Observar el

brillo de las dos lámparas y medir la intensidad total.

5. Repetir los pasos anteriores con las dos resistencias iguales de 100 Ω y 1 K Ω

6. Medir en todos los casos la intensidad.

7. Repite el experimento poniendo las resistencias de 100 Ω y 1K Ω

RESISTENCIA (Ω) BRILLO DE LAMPARA

INTENSIDAD (I) Teorica (mA)

INTENSIDAD (I) MEDIDA (mA)

VOLTAJE (V) TEORICO (V)

VOLTAJE(V) MEDIDO (V)

Primera Lampara (-11.5 Ω)

0.55 3.62

6

3.8

Dos lamparas

6.44

4.43

Primera Resistencia (100 Ω)

14.32

5.77

Dos Resistencias (100 Ω)

29.50

5.89

Primera Resistencia (1x Ω)

6.06

6.09

Dos resistencias distintas (100 Ω/1K Ω)

3.48

6.05

EVALUACION

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Resistencia Brillo de la lámpara

Intensidad I en mA

Primera Lámpara Intenso 470

Segunda Lámpara Un poco intenso 440

Dos lámparas Intenso 900

Primera Resistencia (100 Ω) 60

Segunda Resistencia (100 Ω) 60 Dos resistencias (100 Ω) 120

Primera Resistencia (1K Ω) 6

Segunda Resistencia (1K Ω) 6

Dos resistencias (1K Ω) 12

Dos resistencias distintas (100 Ω/1K Ω)

59.3 (100 ohmios) 6 (1 kohmnios)

65.3 (100/1000 ohmnios)

Conclusión.

Los conocimientos de la Ley de Ohm fueron llevados a la práctica y se ha observado cómo la Ley se

cumple perfectamente siempre que las conexiones y mediciones son hechas correctamente.

También se aprendió a hacer mediciones de voltajes, resistencias y corrientes eléctricas y a

establecer relaciones entre estos valores en base al tipo de conexión con la que se esté

trabajando, que puede ser en serie, paralelo y serie paralelo.

EL CONMUTADOR Y EL INVERSOR

PRACTICA N°5

OBJETIVOS Desarrollar y comprobar un circuito en el que:

- Con dos lámparas, se pueda encender primero una y después la otra.

-Una lámpara se encienda y se apague desde cualquiera de dos interruptores.

MATERIAL Y EQUIPO

Tablero de conexión.

Bombilla 6 V/0.5 amp.

Interruptor.

Conmutadores.

Fuente de alimentación.

Cables de conexión.

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Multímetro.

Fuente de alimentación 0-12V/6V.

PROCEDIMIENTO

I. PRIMERA PARTE.

1. Conecte el circuito como se muestra en la figura 1.

2. Fije la tensión directamente a 6V y encienda la fuente de alimentación.

3. Cierre el interruptor del circuito accionando repetidamente el conmutador.

OBSERVACIONES Y RESULTADOS DE LAS MEDICIONES.

OBSERVACIONES

Al desarrollar el circuito mostrado se puede observar que ambas bombillas se encienden

alternadas una después de la otra al accionar el conmutador, dicho ejemplo es muy parecido al

utilizado en las luces intermitentes de los vehículos.

II. SEGUNDA PARTE

4. Arme el circuito, según la figura 2 y regule la tensión de la fuente al valor nominal de la

lámpara.

5. Compruebe los efectos para distintas posiciones de los conmutadores.

OBSERVACIONES Y RESULTADOS DE LAS MEDICIONES.

OBSERVACIONES

Al realizar el circuito mostrado en la segunda figura logramos apreciar que la bombilla se puede

encender y apagar utilizando los dos diferentes conmutadores, este es un claro ejemplo de los

circuitos utilizados en los pasillos largos.

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EVALUACION

EJERCICIO:

1. Dibuja en color la trayectoria de la corriente del polo positivo al negativo en cada una de las

posiciones del conmutador.

OBSERVACIONES

Al cambiar las direcciones de las corrientes con la ayuda del conmutador se puede apreciar cual

lámpara quedara encendida y cual lámpara estará apagada.

2. Dibuja en los

esquemas eléctricos

todas las posiciones

posibles del interruptor,

y señala en las lámparas

si están encendidas o

apagadas.

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OBSERVACIONES

Cuando el conmutador cambia de posición la dirección que toma el flujo de corriente hace que las

lámparas enciendan o se apaguen.

Conclusión final.

Observamos lo que era la electricidad los dos tipos que hay (estática y dinámica), pero en esta

caso nos guiamos al tema de la electrodinámica; viendo lo que es la ley de coulomb que mide la

fuerza entre dos cargas, vimos los dos tipos de corriente, la corriente alterna y la corriente directa.

Conocimos aparatos como el amperímetro (para medir la intensidad de corriente I) y el voltímetro

(para medir el voltaje V). Efectivamente la electricidad nos ayuda y nos a beneficiado grandemente

en la vida cotidiana ya que la electricidad a mejorado el rendimiento en el transcurso del día y a

beneficiado a pequeñas y grandes empresas, cuando por fallas eléctrica la luz se suspende el país

se paraliza ya que nos hemos vuelto independientes de ella.

La electricidad es muy indispensable ya que la encontramos en la gran parte de nuestro alrededor.

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