Carrera de Carga de Condensadores
Haz competir diferentes condensadores para ver cuál se carga más rápido—una demostración práctica de las constantes de tiempo RC.
Overview
¿Qué condensador se carga más rápido? ¡Construye tres circuitos idénticos con diferentes condensadores y mira cómo compiten! El condensador más pequeño gana—pero ¿por qué? Este proyecto hace que la fórmula de constante de tiempo RC sea tangible y memorable.
Components Needed
- 1x Capacitor 100µF electrolytic
- 1x Capacitor 470µF electrolytic
- 1x Capacitor 1000µF electrolytic
- 3x Resistor 10kΩ
- 3x LED (3 different colors)
- 3x Resistor 1kΩ
- 3x NPN Transistor (2N2222)
- 1x 9V Battery
- 1x 9V Battery clip
- 1x Push button (momentary)
- 1x Breadboard (large)
- manyx Jumper wires
Instructions
Planifica tu Distribución
Construirás tres circuitos idénticos uno al lado del otro. Usa LEDs de diferentes colores (por ejemplo, rojo, amarillo, verde) para ver fácilmente cuál es cuál. La única diferencia entre los circuitos es el valor del condensador.
Construye el Primer Corredor (100µF)
Conecta: Alimentación → resistor de 10kΩ → punto de unión. Desde la unión: condensador de 100µF (positivo a la unión, negativo a tierra). Desde la unión: resistor de 1kΩ → base del transistor. Emisor del transistor a tierra. LED desde alimentación a través de 1kΩ al colector.
Construye el Segundo Corredor (470µF)
Construye un circuito idéntico al lado del primero, pero usa el condensador de 470µF. Usa un LED de diferente color.
Construye el Tercer Corredor (1000µF)
Construye un circuito idéntico con el condensador de 1000µF y el tercer color de LED.
Agrega el Botón de Inicio
Conecta un pulsador entre el positivo de la batería y el riel de alimentación. Esto te permite iniciar los tres circuitos simultáneamente. Asegúrate de que todos los condensadores estén descargados antes de comenzar (cortocircuítalos brevemente con un resistor).
¡A Competir!
Presiona y mantén el botón de inicio. Observa los LEDs—el de 100µF (¿rojo?) se enciende primero, luego el de 470µF (¿amarillo?), y finalmente el de 1000µF (¿verde?). ¡Cronométralos con un cronómetro y compara con tus valores calculados!
Challenges
- Cronometra cada LED con un cronómetro y compara con los valores calculados de τ
- Prueba diferentes valores de resistor (4.7kΩ, 22kΩ) y observa cómo afecta los tiempos de la carrera
- Agrega un botón de "reinicio" que descargue todos los condensadores a través de resistores
- Intercambia las posiciones del resistor y el condensador—¿cambia el comportamiento?
- Calcula y verifica: ¿cuánto tiempo hasta que cada LED alcance su brillo máximo (5τ)?
- Usa un multímetro para medir el voltaje real del condensador durante la carga