INFORME LAB 3, FIS II

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UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLOGICA DE LIMA SUR
UNTELS
INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
LABORATORIO DE FISICA II
EXPERIMENTO Nº 3
“PUENTE DE WHEATSTONE Y CIRCUITO RC”
ESTUDIANTE: JOSE ANTONIO ALEXANDER GARRIDO CALLE
CODIGO:2017230652
DOCENTE: JAIME HEWER SAN BARTOLOME
LIMA, PERÚ
2019
1. OBJETIVOS
· Medir resistencias desconocidas utilizando el puente de Wheatstone. 
· Estudiar el proceso de carga y descarga de un condensador. 
2. FUNDAMENTO TEORICO
3. MATERIALES
· 01 Puente Wheatstone
· 01 Fuente de poder
· 03 Resistencias 
· 01 Tarjeta de experimentación 
· 01 galvanómetro
· Interface 3B NetLab
· Computador
· Cables
· Multímetro
4. PROCEDIMIENTO
Puente de Wheatstone:
Con fuente apagada, instale el equipo de acuerdo a la figura (5). 
Figura (5): Puente de Wheatstone
4.1. Encienda la fuente y equilibre el puente, buscando que la aguja del galvanómetro experimente la mínima desviación posible. Tome los valores de las resistencias conocidas y las longitudes L1 y L2. Mida la resistencia desconocida utilizando la ecuación (1) y el multímetro y llene la tabla (1). 
	R1(ohmios)
	50
	L1(cm)
	335
	
	
	L2(cm)
	665
	Rx(ohmios)
	99,25
	V(voltios)
	6
Tabla (1): Valor de la resistencia desconocida
4.2. Cambie la resistencia desconocida por otra y repita los pasos 1 y 2, llene la tabla 2. 
	R1(ohmios)
	50
	L1(cm)
	145
	
	
	L2(cm)
	855
	Rx(ohmios)
	294.82
	V(voltios)
	6
Tabla (2): Valor de la resistencia desconocida
4.3. Usando la fórmula (1), del puente de Wheatstone, determine el valor de la resistencia desconocida. 
 Rx =R1[Ω±ΔΩ]
· Rx de tabla 1: 99,25 Ω
· Rx de tabla 2: 294.82 Ω
 4.4. Compare su resultado con la lectura de Rx de la tabla (1) y (2). Usando el error porcentual. 
· El error porcentual en la tabla n° 1 es de 0.75% mientras
· que el error porcentual en la tabla n°2 es 2%.
· Rx de tabla 1: 99,25 Ω±0.75 Ω
· Rx de tabla 2: 294.82 Ω±6 Ω
5. Cuestionario
Carga y descarga de un condensador 
5.1. Con fuente apagada instale el circuito para carga y descarga de un condensador, tal como se muestra en la figura (6), utilizando la interface como sensor de voltaje, R1=100kΩ, R2=330Ω y C=2.2μF de la tarjeta de experimentación. 
 Tabla (4): Valores experimentales de V y I.
5.2. Encienda el computador, seleccione entrada VDC 20V y número de datos igual a 10000 e intervalos de tiempo de 1ms, pulse iniciar en el software 3B NetLab, luego de unos segundos de iniciado la lectura de datos cierre el conmutador del circuito en (1) y tome las lecturas de datos hasta que el capacitor alcance su carga máxima. Seguidamente cierre el conmutador a (2), y tome la lectura de los voltajes hasta que su valor sea cero, grafique sus resultados y guarde. Luego ingrese la fórmula del usuario para el ajuste de la carga y descarga del condensador. 
 𝑨∗ (𝟏−𝐞𝐱𝐩 (𝑩∗ (𝒕−𝒕𝟎 )))+𝑪 (8) 
 Donde A=V0=voltaje máximo 
B= -1/RC=-1/τ
 (Carga de un condensador)			 (Descarga de un condensador)
5.3. Seleccione el conjunto de datos de carga, teniendo en cuenta que el cursor izquierdo marque voltaje cero, ajuste los datos a la ecuación de carga, considerando el tiempo inicial conocido e igual al tiempo que marca el cursor izquierdo. Guarde sus resultados. 
5.4. Seleccione el conjunto de datos de descarga, teniendo en cuenta que el cursor izquierdo marque voltaje máximo a partir del cual se descarga el condensador, ajuste los datos a la ecuación de descarga, considerando el tiempo inicial conocido e igual al tiempo que marca el cursor izquierdo. Guarde sus resultados. 
5.5. De acuerdo a las ecuaciones de carga y descarga, explique qué ocurre con el proceso de carga y descarga del condensador cuando se varía el valor del factor RC. 
Pues al varia los valores de la resistencia y los condensadores también variaran los valores de las ecuaciones.
5.6. Explique la utilidad de los condensadores en dos aplicaciones tecnológicas en la industria.
La utilidad de los condensadores es muy amplia dos de ellas son, almacenar energía, y los encontramos en las baterías, en las memorias; otra utilidad es que sirven como filtro lo que al utilizarse como filtro genera al final una corriente continua.
5.7. Con los datos obtenidos en la carga y descarga escriba las ecuaciones ajustadas. 
 5.8. Halle la carga máxima del condensador. 
Q0=C0.V0
Q0=27.92 μC
5.9. Halle la corriente máxima. 
I = 23,27nA
5.10. Calcule la energía máxima almacenada en el condensador 
E = -2,46x1022J
5.11. Halle la energía disipada en la resistencia. 
E = 9,35x10-11 J
5.12. Determine la energía aportada por la batería hasta el instante t dado por:
E = 79,16μ J
5.12. Determine la energía disipada en la resistencia hasta el instante t es: 
E = 39,59 μ J
6. CONCLUSIONES
· El puente Wheatstone es eficiente ya que su porcentaje de error varía entre 1% y 5%.
· Al cerrarse el interruptor, la carga comienza a fluir generando corriente en el circuito, el condensador se empieza a cargar. Luego que el condensador adquiere la carga máxima, la corriente para en el circuito. 
7. RECOMENDACIONES
· En caso de utilizar corrientes pequeñas, utilizar un galvanómetro.
· Obtener las correctas graficas de carga y descarga, con la interface 3B Net Lab.
8. BIBLIOGRAFIA
http://personales.upv.es/jquiles/prffi/conductores/ayuda/hlprc.htm
https://es.m.wikipedia.org/wiki/Filtro_de_condensador
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/rc/rc.htm
DESCARGA DE UN CONDENSADOR
 Utilizando las leyes de Kirchhoff em circuito RC de la figura 2, se tiene:
0=RI + Q/C
Considerando que I=dQ/dt e integrando bajo la condicion inicial de que en t=t0 el capacitor se encontraba descargado Q0=CV1 se encuentra que la carga en cualquier instante de tiempo mayor que cero es: 
Q=Q0(1-e-(t-t0)/RC)⦋C⦌
Donde Q0 es la carga maxima que se puede almacenar en el condensador.
El voltaje en el condensador en funcion de tiempo se expresa como:
V= V1(1-e-(t-t0)/RC)⦋V⦌
CARGA DE UN CONDENSADOR
 Utilizando las leyes de Kirchhoff em circuito RC de la figura 2, se tiene:
V1 = RI + Q/C
Donde considerando que I=dQ/dt e integrando bajo la condicion inicial de que en t=t0 el capacitor se encontraba descargado Q=0 se encuentra que la carga en cualquier instante de tiempo mayor que cero es: 
Q=Q0(1-e-(t-t0)/RC)⦋C⦌
Donde Q0 es la carga maxima que se puede almacenar en el condensador.
El voltaje en el condensador en funcion de tiempo se expresa como:
V= V1(1-e-(t-t0)/RC)⦋V⦌
PUENTE DE WHEASTONE
Es un circuito electrico utilizado para medir resistencias desconocidas mediante el esquilibrio de los brazos del puente.
Está formado por 4 resistencias que constituyen un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia desconocida.
Fue creado por Samuel Huter Christie, pero fue mejorado por Sir Charles Wheastone en 1843.
Para medir la resistencia RX se aplica una f.e.m de valor arbitrario y se varia el valor de la resistencia R2 hasta alcancar el punto de equilibrio, donde no mida corriente el galvanometro.
Rx =𝑅1𝑅3/𝑅2 =𝐿2/𝐿1R1[Ω±ΔΩ]