FÍSICA II Ing. Pablo M. Flores Jara Ing. Pablo M. Flores Jara

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "FÍSICA II Ing. Pablo M. Flores Jara Ing. Pablo M. Flores Jara"

Lucía Márquez Prado
hace 6 años
Vistas:

1 FÍSICA II

2 RÉGIMEN TRANSITORIO EN CIRCUITOS RC

3 Circuitos RC Los circuitos RC son los formados por elementos resistivos y capacitivos. En esta sección vamos a analizar el comportamiento de estos circuitos en corriente continua durante el período transitorio.

4 Carga del capacitor (I) Cuando se conecta la alimentación en un circuito RC (y en otros tipos de circuitos también) existe un período de tiempo durante el cual se producen variaciones en las corrientes y tensiones. A este período se lo llama régimen transitorio. Luego de un tiempo correspondiente a 5 constantes de tiempo, el circuito adquiere sus características definitivas, período conocido como régimen estable.

5 Carga del capacitor (II) La constante de tiempo (τ) en un circuito RC se calcula como: Constante de tiempo τ = Constante de tiempo [s] R = Resistencia [Ω] C = Capacidad [F]

6 Carga del capacitor (III) Al cerrar el circuito, en un primer momento no hay cargas en las placas del capacitor. Las primeras cargas se ubican en las placas con facilidad por lo que la corriente es máxima (el capacitor funciona como un conductor). Por la misma razón no hay diferencia de potencial entre los bornes del capacitor (como no la hay en un conductor). A medida que van acumulándose más cargas, las mismas encuentran mayor dificultad debido a que son del mismo signo y se repelen. Por lo tanto la corriente cada vez es menor y aumenta la diferencia de potencial entre los bornes del capacitor.

7 Carga del capacitor (IV) Llega un momento en el que no hay prácticamente corriente que circule a través del capacitor debido a que la fuente no puede seguir transfiriendo cargas al mismo, comportándose como un circuito abierto. Por lo tanto la tensión en el capacitor es máxima.

8 Valores durante la carga en un circuito RC (I) Valores de carga, tensión y corriente Carga en el capacitor en función del tiempo:

9 Valores durante la carga en un circuito RC (II) Corriente en el circuito en función del tiempo: Tensión sobre la resistencia en función del tiempo:

10 Valores durante la carga en un circuito RC (III) Tensión sobre el capacitor en función del tiempo:

11 Gráficos Carga en el capacitor

12 Gráficos Tensión en el capacitor

13 Gráficos Intensidad en el circuito

14 Descarga del capacitor Cuando se conecta un capacitor cargado a una resistencia, éste se descarga a través de la misma de una manera similar a la carga, es decir que tampoco se realiza de manera lineal. Al principio se descargará más rápido y luego con menor velocidad.

15 Valores durante la descarga en un circuito RC (I) Valores de carga, tensión y corriente Carga en el capacitor en función del tiempo: Corriente en función del tiempo:

16 Valores durante la descarga en un circuito RC (II) Tensión sobre la resistencia en función del tiempo: Tensión sobre el capacitor en función del tiempo:

17 Gráficos durante la descarga Carga en el capacitor

18 Gráficos durante la descarga Tensión en el capacitor

19 Gráficos durante la descarga Intensidad en el capacitor

22 Ejercicios resueltos En el siguiente circuito el interruptor se cierra en el instante t=0 y el capacitor no tiene carga inicial. Calcular los siguientes valores: La constante de tiempo RC La tensión en el capacitor para t1 = 0,5 s, t2 = 0,9 s, t3 = 1,4 s, t4 = RC, t5 = 3RC. La corriente por el circuito para t1 = 0,5 s, t2 = 0,9 s, t3 = 1,4 s, t4 = RC, t5 = 3RC. La tensión en la resistencia para t1 = 0,5 s, t2 = 0,9 s, t3 = 1,4 s, t4 = RC, t5 = 3RC.

23 Solución (I) La constante de tiempo la calculamos como el producto de R por C: Las tensiones en el capacitor las calculamos aplicando la fórmula de tensión sobre el capacitor.

24 Solución (II) Reemplazamos los valores para cada instante de tiempo

25 Solución (III) La corriente por el circuito la podemos calcular aplicando la fórmula de corriente del circuito.

26 Solución (IV) Reemplazamos los valores para cada instante de tiempo

Solución (V) La tensión en la resistencia la podemos calcular aplicando la fórmula de tensión sobre C en función del tiempo, pero como ya tenemos calculada la tensión

27 Solución (V) La tensión en la resistencia la podemos calcular aplicando la fórmula de tensión sobre C en función del tiempo, pero como ya tenemos calculada la tensión en el capacitor para esos instantes sabemos que la tensión en la resistencia es igual a la tensión en la fuente menos la tensión en el capacitor (por ley de Kirchhoff).

Documentos relacionados

No 10 LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO CARGA Y DESCARGA DE CONDENSADORES. Objetivos

No 10 LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO DEPARTAMENTO DE FISICA Y GEOLOGIA UNIVERSIDAD DE PAMPLONA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS Objetivos 1. Determinar la constante de tiempo RC, utilizando valores calculados