Se considera un circuito RC a todo
aquel circuito compuesto indispensablemente por: de una parte, una asociación
de resistencias, y de otra, un único condensador (se incluyen los casos en que
el hay varios capacitores -condensadores- que se pueden reducir a uno
equivalente), puede tener también fuentes tanto dependientes como
independientes.
Definiciones:
Resistor
Se denomina resistor al componente electrónico diseñado
para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un
circuito eléctrico. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos
simplemente como resistencias. En otros casos, como en las planchas,
calentadores, etc., se emplean resistencias para producir calor aprovechando el
efecto Joule.
Resistencia
Se le denomina resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen
los electrones al moverse a través de un conductor. La unidad de resistencia en
el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega
omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Ohm, quien descubrió el principio
que ahora lleva su nombre.
Capacitor
Es un dispositivo pasivo, utilizado
en electricidad y electrónica, capaz de almacenar
energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par
de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas.
Capacitancia
La capacitancia es un parámetro del condensador eléctrico / capacitor eléctrico que indica la
capacidad de almacenamiento de carga que éste tiene y su unidad es el Faradio.
Esta unidad es muy grande y para
representar valores comerciales de este elemento se utilizan los submúltiplos
del Faradio, como por ejemplo:
- El uF (microfaradio)
- El pF (picofaradio)- El nF (nanofaradio), etc.
Carga y descarga
Al conectar un condensador en un
circuito, la corriente empieza a circular por el mismo. A la vez, el
condensador va acumulando carga entre sus placas. Cuando el condensador se
encuentra totalmente cargado, deja de circular corriente por el circuito. Si se
quita la fuente y se coloca el condensador y la resistencia en paralelo, la
carga empieza a fluir de una de las placas del condensador a la otra a través
de la resistencia, hasta que la carga es nula en las dos placas. En este caso,
la corriente circulará en sentido contrario al que circulaba mientras el
condensador se estaba cargando.
Constante de tiempo
El producto RC es, pues una medida
de que tan rápido se carga el capacitor. RC se llama constante de tiempo o
tiempo de relajación del circuito y se representa con τ :
τ = RC ( constante de tiempo para un circuito R – C).
Cuando τ es pequeña, el capacitor se carga rápidamente; cuando es mas grande, la carga lleva mas tiempo.
Si la resistencia es pequeña ,es mas fácil que fluya corriente y el capacitor se carga en menor tiempo.
τ = RC ( constante de tiempo para un circuito R – C).
Cuando τ es pequeña, el capacitor se carga rápidamente; cuando es mas grande, la carga lleva mas tiempo.
Si la resistencia es pequeña ,es mas fácil que fluya corriente y el capacitor se carga en menor tiempo.
Ejercicio resuelto:
1) Un capacitor descargado y una
resistencia se conectan en serie con una batería como se muestra en la figura
siguiente. Si Є= 12v, C= 5 μ F y R= 8 x 10 5 Ώ, determínese la constante de
tiempo del circuito, la máxima carga en el capacitor, la máxima corriente en el
circuito y la carga y la corriente cono función del tiempo.
Solución:
La constante de tiempo del circuito es τ = RC = (8 x 10 5 Ώ) (5 x 10-6 F) = 4s. La
Máxima carga en el capacitor es Q= C Є = (5 x 10-6 F)(12V)= 60 μC.
La máxima corriente en el circuito es I0 = Є/R = (12V) / (8x10 5 Ώ) = 15 μ A.
La constante de tiempo del circuito es τ = RC = (8 x 10 5 Ώ) (5 x 10-6 F) = 4s. La
Máxima carga en el capacitor es Q= C Є = (5 x 10-6 F)(12V)= 60 μC.
La máxima corriente en el circuito es I0 = Є/R = (12V) / (8x10 5 Ώ) = 15 μ A.
Utilizando estos valores y las
ecuaciones
se encuentra
que:
V (t) = 60 ( 1 – e-t/4) μC
I (t) 15 μ A e-t/4 μ A
V (t) = 60 ( 1 – e-t/4) μC
I (t) 15 μ A e-t/4 μ A
Vídeo:
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