Autor Tema: Tensión carga condensador: ¿máxima tensión debe almacenar para medir capacidad?  (Leído 4248 veces)

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Desconectado PalitroqueZ

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Amig@s tengo una duda, respecto al tiempo vs voltaje de carga de un condensador, trataré de explicarme para que ustedes entiendan cuál es mi problema.





si miran el esquema interno del I.C. 555, veran que la base para calcular el tiempo de carga del condensador es un comparador que al tener los (2/3)Vcc activa la báscula. y luego para activar la báscula de nuevo en la descarga, ocurre a 1/3Vcc.

esos 2/3 quiere decir que el condensador se cargará hasta los 2/3 del voltaje de Vcc.

entonces mi pregunta: ¿porque 2/3 Vcc? sospecho que salen de aplicar un cálculo en base de la resistencias R

pero ¿porque el voltaje de carga no puede ser ~ Vcc?

voy a dar un ejemplo:

sea un circuito R-C en serie, donde R = 6M y C = 2uF





para este circuito, se tiene la siguiente curva:





si tomaramos esos 2/3 de 12 volts, serian 8 volts




pero el condensador sigue cargandose?? ven a que me refiero?

en este caso me estoy basando en calcular el tiempo de carga de C, mediante el uso de comparadores, pero se me atraviesa esa duda: como calcular ese voltaje de referencia.

Todo esto viene porque estoy estudiando el funcionamiento de un capacímetro y realmente no se porque se asume una referencia específica.

si tienen conocimoento sobre esto.. se los agradeceré :D



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PD: ¿cuantas veces escribí 2/3?  :D
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Desconectado Marioguillote

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A ver si me sale ...

Porque las tres R que están dentro del 555 son iguales.
Por eso.
Porque a 2/3 de VCC C1 provocará un cambio de estado en FF (todas nomenclaturas sacadas de tu 555)
Sería a VCC si no tuviera la R de arriba de las tres.

En tu ejemplo; C1 está conectado a VCC.
Debieras colocar tres resistencias de igual valor en serie y colocar C1 entre las dos que están más a GND y que quede una a VCC y verás que C1 carga a 2/3 de VCC.

Se entiende ? Es eso la duda o yo entendí mal ?

Saludos Pedro
Mario

Desconectado dhmejia

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Creo que la vaina esta mas bien por la constante de tiempo para la carga del condensador, con la ecuación de la constante de tiempo se calcula el periodo de la señal,

adjunto un archivo que baje no me acuerdo de donde..

saludos
Pereira - Colombia

Desconectado fartet

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Si la idea es construir un capacimetro un método puedeser usar una fuente de intensidad constante para la carga y provocar la descarga al alacanzar una tension concreta, un UJT podría valer para ello*, obteniendo así un un oscilador de relajación. Con ello transformamos el problema de medir una capacidad en un problema de medir un periodo puesto que son proporcionales.

(*) Es necesario que la intensidad que suministre la fuente sea inferior a la de mantenimiento en conducción del sistema de descarga, por ejemplo del UJT si es lo que usamos para ello
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Para el caso del 555 hay dos explicaciones para que no sea Vcc directamente

1ª y menos rigurosa: Porque se está aprovechando el tramo cuasilineal de la curva de carga, por tanto se pueden hacer aproximaciones respecto tiempos de carga y descarga (por eljemplo suponer que tarde el doble en cargarse de 0 a 2/3 que de 1/3 a 2/3, esto facilita bastante los cálculos al poder prescindir de la ecuación de carga descarga del condensador.

2º y más rigurosa: El esquema de bloques del 555 que presentas está incompleto, falta el terminal CONTROL VOLTAGE, terminal 5, que permite independizar la tension de carga del condensador, pudiendo usar otra distinta que 2/3Vcc, ello gracias a la resistencia superior.

Saludos
« Última modificación: 27 de Abril de 2007, 20:32:42 por fartet »

Desconectado PalitroqueZ

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bueno amigos, gracias por contestarme y voy a corregir un fallo en la última gráfica, los 8 volts estan un poco mas arriba, ya que la tensión es el eje de las ordenadas (y) y me basé en el eje. esto no cambia la pregunta.


Mario resolviste el porque de los 2/3!. En realidad lo del 555 es para dar un ejemplo, ya que es un método para medir el tiempo de carga.

dhmejia leí el documento que posteaste y en la parte

Citar
...
Es el tiempo necesario para que:
 - Un capacitor (condensador) se cargue a un 63.2 % de la carga total (máximo voltaje)
...

ese es la duda que tengo ¿porque se asume 63.2%? ¿será por cuestiones de Física? precisamente el capacímetro que estoy estudiando fijan una referencia de 0.632Vdd para el máximo de carga.

fartet el método que aplicaré es el siguiente:

1.-  sea un circuito RC en serie (C = Cx= condensador a medir y R es conocida).
2.-  hay un pic que controla la carga/descarga de Cx.
3.- el Voltaje de carga de Cx es comparado todo el tiempo con un Vref en el pic y al mismo tiempo hay un temporizador sumando tiempos.
4.- al momento que la tensión de Cx rebase a Vref, detengo el timer y en base a la R conocida ya tengo lo necesario para calcular a Cx mediante: C = t/R







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Desconectado jfh900

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Hola Pedro, te dejo un pequeño documento que he realizado para intentar explicarte el por qué de esos valores, espero que las matemáticas no te asusten (que no es para tanto), pero solo de esa forma se puede entender dichos valores.

Un saludo al foro.
« Última modificación: 28 de Abril de 2007, 15:32:01 por jfh900 »
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Desconectado PalitroqueZ

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para nada me asustan jesus, si una de las cosas que disfrutaba, era reunirme con mis compañer@s de estudio en las tardes a resolver problemas  :mrgreen:

voy a proceder a digerirlo..



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Desconectado fartet

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C= DQ / D
Si se hace cargar/descargar el condensador entre valores de V conocidos y fijos entonces  DV  se transforma en un valor constante  Kv
C= DQ / Kv
Si se mantiene constante la intensidad de carga, cosa fácil de conseguir, I=ki
C = DQ / Kv = (I Dt ) / Kv = (Ki Dt ) / Kv = (Ki / Kv) Dt = K  Dt
Midiendo Dt   con un simple contador, como dice el amigo Palitroquez, tenemos una manera de medir C con la gran ventaja de que podemos programar al PIC que controle el proceso de forma multiescala, al fin y al cabo basta modificar alguno de los valores constantes (Kv o Ki) para cambiar de escala, incluso podría buscarse la forma de automatizar la búsqueda de escala adecuada.

Saludos
« Última modificación: 28 de Abril de 2007, 19:47:55 por fartet »

Desconectado PalitroqueZ

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ya he investigado un poco y complementando el estudio realizado por el amigo jesús, puedo deducir lo siguiente:

- la constante de tiempo RC (t) define la rapidez con se carga el condensador a través de R

- debido a su comportamiento exponencial a medida que se va 'llenando' el condensador, éste tardará mas llegar al voltaje máximo.



- de acuerdo a la gráfica, se puede dividir los tiempos en t, en la primera t es donde ocurre la carga mas rápida y además esta primera carga supera la mitad de la capacitancia de C (un 63.2%)

- esta primera carga (que ocurre en un T) es de utilidad en muchos casos en electrónica, es decir, no se requiere cargar/descargar por completo a C.

- para la descarga es de forma similar.

así que para una carga, la constante de tiempo es 63.2% entonces para la descarga es 36.8% (faltante). Haciendo una analogía con los tiempos de carga/descarga en el 555

0.632 ~ 0.667 = 2/3

0.368 ~ 0.333 = 1/3

intuyo que ese es el origen de esos valores.

esto también genera otra curiosidad: tiene que ver con el parámetro de capacitancia en los pines que salen en las hojas tecnicas de los semiconductores, pero ya sería otro tema  :P

Muchas gracias amigos, por la ayuda prestada  :)
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