Universidad Nacional Autónoma de HondurasFacultad de CienciasEscuela de Física

Lineamientos para el informe de la práctica 3: Carga y descarga de capacitoresInstrucciones: Para el desarrollo de cada una de las partes del informe, guíese de los lineamientos del docu-mento Pautas para elaborar informes del blog, a menos que se indique lo contrario. Este informe deberá serdesarrollado de forma manuscrita, salvo las partes que indiquen lo contrario, las cuales deberán desarrollarsemediante el software Wolfram Mathematica.

1. Portada (0%)Seguir lineamientos para elaboración de portadas del blog.

2. Introducción (6%)

3. Objetivos (4%)Pueden tomar como referencia los objetivos 1-3 de la guía de práctica.

4. Marco teórico (5%)

5. Tablas de datos (10%)Presentarán dos tablas de datos,una para carga y otra para descarga, las cuales tendrán la siguiente forma:

Carga de un capacitort (s) VC (V)

......

Descarga de un capacitort (s) VC (V)

......

R= C= VT =

6. Tratamiento de datos experimentales (35%)

a) Las funciones de carga y descarga linealizadas son, respectivamente:

−t = τ ln(

1 − VC(t)

VT

)−t = τ ln

(VC(t)

VT

)Realice mediante el software Wolfram Mathematica el proceso de regresión lineal para los datos de carga ydescarga a partir de las linealizaciones dadas previamente. A partir de la regresión lineal aplicada a dichosdatos, determine el valor de τ para carga y para descarga. Considere que VT es el voltaje que suministrabala fuente durante la carga del capacitor, y que es el último valor de voltaje que midió cuando el capacitor seestaba cargando para el caso de descarga del capacitor. Aquí, lo descrito en rojo corresponde a los valoresde y, lo descrito en azul corresponde a los valores de x y lo descrito en naranja corresponde a la pendiente.Lo que aparece en azul oscuro es lo que permite que toda la expresión logarítmica represente los valoresde x, ya que es donde radica la variación en los valores medidos. Esto implica que deberá determinar lapendiente (8%, 4% c/u), el intercepto (4%, 2% c/u) y las incertidumbres (3%, 1.5% c/u) para los datosde carga y descarga del capacitor. Además, realizar las correspondientes grá�cas de ajuste y los puntosasociados a cada regresión. No olvide expresar τ en la forma τ = (< τ > ±∆τ) unidades (5%, 2.5% c/u).

b) (3%) Gra�car la función teórica de carga y de descarga, mostradas durante la práctica de laboratorio (estasson, para carga: VC(t) = VT (1 − e−t/τ ) y para descarga: VC(t) = VT e

−t/τ ). Recuerde que VT es el voltaje quesuministraba la fuente de voltaje (para carga del capacitor) y que es el último voltaje medido durante eltiempo que el capacitor se estaba cargando (para descarga del capacitor). Aquí, τ = RC , usando los valoresde R y C medidos durante la práctica de laboratorio.

Laboratorios de FS-321|Instr. Roger Raudales 1

c) (3%) Gra�car las funciones de ajuste de carga y de descarga mostradas durante la práctica de laboratorio(funciones mostradas en el inciso b), ahora considerando los valores de τ obtenidos por medio de regresiónlineal en el inciso a.

d) (2%) Mostrar en un solo grá�co las grá�cas de la función teórica de (b), la función de ajuste de (c) y los datosobtenidos para carga y descarga (grá�ca de los valores en las tablas de datos).Recuento de grá�cas

Grá�cas de ajuste para obtener τ para carga y descarga: 2.Grá�cas de ecuaciones de carga y descarga teóricas (τ = RC): 2Grá�cas de ecuaciones de carga y descarga con τ obtenido por regresión lineal: 2.Grá�cas de comparación (dos funciones y un conjunto de datos por grá�ca): 2.Total: 8 grá�cas (cuatro para carga y cuatro para descarga).

Opcional: En las grá�cas de regresión lineal, gra�que las barras de error de las ordenadas (+2%).

7. Cuestionario (10%)Conteste las siguientes preguntas:

a) En la práctica, se pusieron en serie la resistencia R y el capacitor C . ¿Habría algún cambio sustancial en elexperimento si se invierte el orden en que se conectaron los elementos? Justi�que sus argumentos.

b) Considere los siguientes escenarios:1) Al montaje de la práctica se le añadió un capacitor C1 en serie con la resistencia R y el capacitor C(asuma que C1 quedó entre R y C).

2) Al montaje de la práctica se le añadió un resistor R1 en paralelo con el capacitor C¿Cómo quedarían las ecuaciones de carga y descarga de capacitores para cada nuevo caso? ¿Qué implica-ciones físicas tienen los resultados obtenidos?

c) En la práctica, se trabajó con un resistor de resistencia R y un capacitor de capacitancia C de manera que eltiempo de carga y descarga fuera de aproximadamente tres minutos. Asuma que no habían capacitores quecumplieran con dicha condición; sin embargo, se disponía de tres capacitores con valores de capacitancia13C ,

12C y 1

6C . ¿Qué cambios hubiera tenido el montaje de haber trabajado con dichos capacitores? ¿Habríancambiado sus resultados con el nuevo arreglo de resistor y capacitores? Justi�que sus argumentos.

8. Análisis de resultados experimentales (10%)

9. Conclusiones (15%)Redactar al menos tres conclusiones.

10. Bibliografía (5%)

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