Trabajo Práctico de Laboratorio Nº 6 CAPACITORES - ENERGÍA ALMACENADA EN UN CAPACITOR - CIRCUITO RC OBJETO: Comprender los fundamentos de los pro...

Trabajo Práctico de Laboratorio Nº 6

CAPACITORES - ENERGÍA ALMACENADA EN UN CAPACITOR - CIRCUITO RC

OBJETO: Comprender los fundamentos de los procesos de carga y descarga de un capacitor en un circuito
RC, efectuar mediciones, gráficas, y verificar dichos procesos en la práctica.

6.1.1 Fundamento teórico

Los condensadores o capacitores son elementos de sistemas eléctricos que almacenan energía en forma de campo
electrónico, caracterizados por su capacitancia eléctrica C, medida en faradios (F). Un faradio es la capacidad
electrónica de un capacitor electrónico entre cuyas placas aparece una diferencia de potencial de 1 volt cuando se carga
con una cantidad de carga electrónica de 1 coulomb.
El valor de C es función del diseño geométrico y de
las características del dieléctrico. La cantidad de
energía almacenada en el capacitor se relaciona con C
y la diferencia de potencial en sus bornes por:
C = Q / V

Los condensadores se utilizan para almacenar carga
y energía electrónica. La energía en un condensador de
capacidad C, con carga Q y diferencia de potencial
V en sus bornes es:
U = ½ C V2
U = ½ Q V
U = ½ Q2 C
En los procesos de carga y descarga de un condensador, el circuito funciona en régimen transitorio, ya que el
ritmo de transferencia de energía varía con el tiempo. En el proceso de carga se utiliza una fuente de fem que
suministre energía al sistema; mientras que en la descarga el condensador cede energía al circuito sin fuente, que
se disipa en la resistencia al convertirse en calor por efecto Joule.
El ritmo con el que el capacitor absorbe energía
(carga) o cede energía (descarga) es:
P = dU/dt = i v = i q/C
Donde i, v, y q son los valores instantáneos en el
instante t considerado.
Se torna necesario conocer su variación en el tiempo:
i = f(t)
v = f(t)
q = f(t)
Transitorio de carga



El circuito RC se conecta a una fuente de fem V. A
partir del cierre del interruptor, los valores
instantáneos son i, q y v. Aplicando la regla de las
mallas:
V - v - iR = 0 (1)
Transitorio de descarga



El capacitor cargado a diferencia de potencial V y
carga Q, se descarga transfiriendo su energía a la
resistencia R, que la disipa en el sistema. Los valores
instantáneos i, q, y v se relacionan por:
- iR + v = 0 (2)
C
R
V
q, v
i C
R
q, v
i