Circuitos rc ejercicios resueltos

Problemas y soluciones de circuitos Rl pdf

Todos los circuitos o sistemas eléctricos o electrónicos sufren alguna forma de «retardo» entre sus terminales de entrada y salida cuando se les aplica una señal o tensión, continua, ( DC ) o alterna ( AC ).

Este retardo se conoce generalmente como el retardo de tiempo de los circuitos o la constante de tiempo que representa la respuesta de tiempo del circuito cuando se aplica una tensión o señal de entrada. La constante de tiempo resultante de cualquier circuito o sistema electrónico dependerá principalmente de los componentes reactivos capacitivos o inductivos conectados a él. La constante de tiempo tiene unidades de, Tau – τ

Cuando se aplica una tensión continua creciente a un condensador descargado, éste toma lo que se denomina «corriente de carga» y se «carga». Cuando esta tensión se reduce, el condensador comienza a descargarse en sentido contrario. Dado que los condensadores pueden almacenar energía eléctrica, actúan de muchas maneras como pequeñas baterías, almacenando o liberando la energía en sus placas según sea necesario.

La carga eléctrica almacenada en las placas del condensador viene dada por Q = CV. Esta carga (almacenamiento) y descarga (liberación) de la energía de un condensador nunca es instantánea, sino que tarda un cierto tiempo en producirse, siendo el tiempo que tarda el condensador en cargarse o descargarse hasta un cierto porcentaje de su valor máximo de suministro lo que se conoce como su Constante de Tiempo ( τ ).

Esquema del circuito Rc

1. (Fácil) Una resistencia de 200Ω, un condensador de 5000μF, un interruptor y una pila de 10 v están en serie en un bucle de un circuito. Determina las corrientes inicial y de estado estacionario. Cuánto tiempo tardará el circuito en alcanzar el estado estacionario (aproximadamente).

4. Un condensador (C = 3,2×10-7 F) se carga cuando los electrones se mueven de una placa a la otra para alcanzar una diferencia de potencial de 500 v. ¿Cuántos electrones se han movido para que el condensador alcance esta carga?

6. (moderado) Un condensador de 3 μF (lleno de aire) está conectado a una batería de 12 voltios. Calcule la cantidad de energía se almacena en el campo E. Además, si se introduce un trozo de poliestireno (k = 2,56) en el condensador, ¿cuánta energía quedará en el campo E? ¿Por qué disminuye? Durante la inserción del material dieléctrico, ¿sentirá una atracción por las placas o una repulsión?  Completa estos problemas con los que se encuentran en tu texto de apoyo.

Circuito rc pdf

Entonces mi primera pregunta es: ¿significa que existe otra fuente de tensión que no depende del tiempo? Si no es así, te agradecería que me explicaras qué significa, ya que el único escenario donde el libro muestra que $v_c (0)\neq0 V$ tiene otra fuente que no depende del tiempo.

Entonces, se trata de un circuito RC bastante simple donde el condensador tiene una carga inicial. No, no hay una fuente de tensión independiente adicional, sólo una tensión en el condensador precargado. Estás en el camino correcto – sólo necesitas desarrollar una ecuación para la corriente como la que se muestra a continuación,

Puedes resolver este circuito con bastante facilidad con métodos comunes de ecuaciones diferenciales. Yo prefiero los métodos de la Transformada de Laplace y te mostraré cómo resolver este circuito a continuación con ese enfoque. Puedes usar cualquiera de los enfoques normales de análisis de circuitos para resolver el circuito transformado (superposición, transformación de la fuente, etc., etc.).

Con un poco de práctica podrás resolver cualquier problema sencillo como éste. Para problemas mucho más grandes, Laplace puede ser un poco difícil de manejar y se tiende a utilizar una herramienta de simulación como ATPDraw/ATP o similares (por ejemplo, LTSpice, etc.).

Derivación del circuito Rc

1. (Fácil) Una resistencia de 200Ω, un condensador de 5000μF, un interruptor y una pila de 10 v están en serie en un bucle de un circuito. Determine las corrientes inicial y de estado estable. Cuánto tiempo tardará el circuito en alcanzar el estado estacionario (aproximadamente).Encuentre la constante de tiempo:τ = RC = 200(5000×10-6) = 1,0 segundosEl estado estacionario se establecerá esencialmente a los 5 segundos. La corriente inicial:I = ε/R = 10/200 = 0,05 AAl llegar al estado estacionario la corriente será nula.

2. (fácil) Un par de condensadores de 2 F (en paralelo) está en serie con otro par de condensadores de 1 F (en paralelo). Los dos condensadores de 2 F son iguales a un condensador de 4 F. Los dos condensadores de 1 F son iguales a un condensador de 2 F. La combinación de aquellos, en serie, por adición recíproca es de 1,33 F.

4. Un condensador (C = 3,2×10-7 F) se carga cuando los electrones se mueven de una placa a la otra para alcanzar una diferencia de potencial de 500 v. ¿Cuántos electrones se han movido para que el condensador alcance esta carga? Encuentre primero la energía potencial almacenada en el condensador:E = ½CV2 E = 0 5(3,2×10-7)(500)2E = 0,04 JEncuentra ahora la carga total movida:E = QV/20,04 = Q(500)/2Q = 1,6×10-4 CFPor último, encuentra el número de electrones movidos:#electrones = Carga total movida/carga por electrón#elecrones = 1,6×10-4/1,6×10-19 #electrones = 1×1015 electrones