Circuitos capacitivos practia 1
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Este documento presenta una práctica sobre la carga y descarga de condensadores. Los estudiantes aprenderán a montar circuitos RC para implementar filtros pasa bajos, pasa altos y pasa bandas. Realizarán mediciones para verificar la evolución teórica de la tensión de carga y descarga de un condensador y determinarán parámetros como el tiempo de carga/descarga. Finalmente, diseñarán filtros RC según especificaciones de frecuencia de corte y verificarán su funcionamiento con un generador de señales y osciloscopio.
Circuitos capacitivos practia 1
- 1. ELECTRÓNICA XABIER PÉREZ T02 PRÁCTICA 01 Página 1 de 5 TEMA 02 - PRÁCTICA 01. CARGA Y DESCARGA DEL CONDENSADOR 1. INTRODUCCIÓN. Se pretende en esta práctica comprobar la evolución de la carga en el condensador, tanto en su fase de carga como de descarga. Así mismo, el alumno realizará el montaje de filtros básicos mediante estructuras RC. 2. Material. • Fuente de Alimentación • Generador de funciones • Osciloscopio • Téster • Pinzas cocodrilo • Cronómetro • Placa Protoboard • Cables Babana-Banana y BNC-Banana • 2 Resistencias • 2 Condensadores electrolíticos • 2 Led’s • Cables de Conexión 3. Antes de usar los instrumentos. 1. Recuerde cortocircuitar la fuente de alimentación y limitar la corriente a unos 30mA. 2. Recuerde calibrar cada canal del osciloscopio. 3. EJERCICIOS 3.1 Carga del condensador. Según el circuito de la figura, determine - El parámetro temporal característico del circuito, ζ - El tiempo de carga del condensador, tc - La expresión que rige la evolución de la tensión en el condensador, Vc(t). - Determine una forma para encontrar la corriente del circuito, I1(t), en función de V1, Vc y R1. ζ tc Vc(t) I1(t)
- 2. ELECTRÓNICA XABIER PÉREZ T02 PRÁCTICA 01 Página 2 de 5 Monte el circuito de carga de la figura. Asegúrese que el condensador está totalmente descargado previamente. Use un cable para simular el interruptor. - Tome medidas de la tensión en bornes del condensador a intervalos de 20 segundos y anótelas en la tabla. - Determine qué tanto por ciento, respecto a la tensión de la fuente, alcanza la tensión en el condensador - A partir de la expresión determinada, halle el valor la corriente en cada momento. - Dibuje en la cuadrícula anexa la evolución de la tensión y de la corriente (use colores distintos) 3.2 Descarga del condensador. Según el circuito de la figura, determine - El parámetro temporal característico del circuito, ζ - El tiempo de descarga del condensador, td - La expresión que rige la evolución de la tensión en el condensador, Vc(t). t (seg) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 Vc(t) Vc (%) I1(t) ζ td Vc(t)
- 3. ELECTRÓNICA XABIER PÉREZ T02 PRÁCTICA 01 Página 3 de 5 Monte el circuito de carga de la figura. Asegúrese que el condensador está totalmente cargado previamente. Proceda como en el ejercicio anterior, pero tomando las medidas cada 5 segundos. 3.3 Cuestiones. 1. Según los tiempos de carga/descarga teóricos, que porcentaje de la tensión de alimentación tiene el condensador en cada caso? Cree que la aproximación es correcta? 2. A la vista de los resultados obtenidos, ¿qué ocurre con la corriente cuando el condensador se termina de cargar completamente? ¿Por qué? Y en la descarga? t (seg) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Vc(t) Vc (%)
- 4. ELECTRÓNICA XABIER PÉREZ T02 PRÁCTICA 01 Página 4 de 5 3.4 Filtro Paso Bajo y Filtro Pasa Altos. Mediante estructuras RC, puede montar de forma sencilla filtros pasa-bajos (LPF) y pasa-altos (HPF). En los esquemas siguientes tiene la estructura de estos filtros, aunque no se especifica cuál es cual. La frecuencia de corte, en ambos casos, es aquella donde la amplitud de la señal entrante cae hasta un 70.7 % de su valor máximo. Y esto ocurre cuando: Fc = 1 / (2 x π x RC) 1. Determine los valores de RC adecuados para implementar un filtro pasa bajos que permita el paso hasta 1 kHz. 2. Determine los valores de RC adecuados para implementar un filtro pasa altos que permita el paso a partir de 10 kHz. 3. Conecte el generador de funciones alimentando al circuito con una señal senoidal de amplitud 5 V, y entre al osciloscopio la salida del filtro en cada caso. Cumple con las especificaciones de diseño?
- 5. ELECTRÓNICA XABIER PÉREZ T02 PRÁCTICA 01 Página 5 de 5 3.5 Filtro Paso Bandas - Busque por internet el esquema de un circuito RC que implemente un filtro pasabandas. Dibújelo. - Ajuste los valores RC para que permita el paso entre 1kHz y 10KHz. - Monte el circuito y verifique su funcionamiento en el osciloscopio.