Circuitos R-C

in #steemstem15 days ago

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Imagen elaborada por @lorenzor en Powerpoint

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Muchos de los dispositivos eléctricos que con frecuencia utilizamos están formados por la combinación de capacitores y resistencias. Es este tipo de circuitos al que conocemos como Circuitos R-C.

Su principal característica es la variación en el tiempo que experimenta el voltaje, la carga y la corriente eléctrica.

Las propiedades y ventajas de los capacitores lo han convertido en un elemento esencial en una gran variedad de circuitos eléctricos. Su capacidad para el almacenamiento de carga eléctrica y liberación controlada de la misma, han permitido el diseño de dispositivos que operan por intervalos de tiempo debido a la acción de pulsos de energía, tales como Marcapasos, Intermitentes de vehículos, Limpiaparabrisas, etc.

Dada su importancia, analizaremos en el siguiente video (creado en VideoScribe por @lorenzor), el proceso de carga de un capacitor en un circuito R-C, en el que obtendremos los parámetros: voltaje, carga y corriente eléctrica, los cuales describen su funcionamiento.

Conclusiones

El análisis realizado confirma la variación temporal de la corriente, carga y voltaje en un circuito R-C, mientras el capacitor esta en un proceso de carga.

Las ecuaciones generales y las correspondientes representaciones gráficas de las variables carga y voltaje, cuya proporcionalidad es directa, indican un incremento exponencial de sus valores, los cuales se hacen constantes una vez que el capacitor alcanza su nivel de saturación.

Es importante notar que una vez alcanzada la máxima carga y el máximo voltaje, la corriente eléctrica o flujo de cargas en el circuito tiende a cero debido a la saturación del capacitor. Este resultado permite asegurar que el capacitor se comporta como un circuito abierto en el momento que su voltaje es constante.

Además, en el ejercicio realizado se evidencia que la constante de tiempo “τ” del circuito R-C, es un indicativo del tiempo requerido por el capacitor para adquirir un porcentaje significativo de su voltaje máximo, sirviendo de esta forma como un parámetro de control en el diseño de redes o dispositivos electrónicos donde dichos circuitos están presentes .

Referencias

  • Circuitos Eléctricos. James W. Nilson. Cuarta edición. Addison-Wesley Iberoamericana.
    Introduction To Electromagnetic Fields Third Edition / Clayton R. Paul, Keith W. Whites, Syed A. Nasar
  • Física Vol. II Campos y ondas. Marcelo Alonso, Edward J. Finn. Fondo Educativo Interamericano, S.A.
  • Física para ingeniería y ciencias Vol.2 Tercera Edición / Hans C. Ohanian, John T. Markert.
  • Teoría electromagnética. Willian H. Hayt, Jr., John A. Buck. Séptima edición. McGraw Hill.

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