Sir. Isaac Newton (1643- 1727)
«Lo que sabemos es una gota de agua; lo que ignoramos es el océano»
Traducción:
La ciencia es una forma de pensar.
Albert Eintesin (1879- 1955)
«Todos somos muy ignorantes, lo que ocurre es que no todos ignoramos las mismas cosas»
Stephen Hawking (1942)
«Limitar nuestra atención a cuestiones terrestres sería limitar el espíritu humano. El mayor enemigo del conocimiento no es la ignorancia, sino la ilusión del conocimiento»
jueves, 27 de octubre de 2016
Circuito RC
Un circuito RC es un circuito compuesto
de resistencias y condensadores alimentados por una fuente eléctrica. Un
circuito RC de primer orden está compuesto de un resistor y un condensador y es
la forma más simple de un circuito RC. Los circuitos RC pueden usarse para
filtrar una señal, al bloquear ciertas frecuencias y dejar pasar otras. Los
filtros RC más comunes son el filtro paso alto, filtro paso bajo, filtro paso
banda, y el filtro elimina banda. Entre las características de los circuitos RC
está la propiedad de ser sistemas lineales e invariantes en el tiempo; reciben
el nombre de filtros debido a que son capaces de filtrar señales eléctricas de
acuerdo a su frecuencia.
En la configuración de paso bajo la
señal de salida del circuito se coge en bornes del condensador, estando este
conectado en serie con la resistencia. En cambio en la configuración de paso
alto la tensión de salida es la caída de tensión en la resistencia.
Este mismo circuito tiene además una
utilidad de regulación de tensión, y en tal caso se encuentran configuraciones
en paralelo de ambos, la resistencia y el condensador, o alternativamente, como
limitador de subidas y bajas bruscas de tensión con una configuración de ambos
componentes en serie. Un ejemplo de esto es el circuito Snubber.
Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_RC
Efecto del dieléctrico en un condensador
La mayor parte de los condensadores
llevan entre sus láminas una sustancia no conductora o dieléctrica. Un
condensador típico está formado por láminas metálicas enrolladas, separadas por
papel impregnado en cera. El condensador resultante se envuelve en una funda de
plástico. Su capacidad es de algunos microfaradios.
La botella de Leyden es el condensador
más primitivo, consiste en una hoja metálica pegada en las superficies interior
y exterior de una botella de vidrio.
Los condensadores electrolíticos utilizan
como dieléctrico una capa delgada de óxido no conductor entre una lámina
metálica y una disolución conductora. Los condensadores electrolíticos de
dimensiones relativamente pequeñas pueden tener una capacidad de 100 a 1000 mF.
La función de un dieléctrico sólido
colocado entre las láminas es triple:
Resuelve el problema mecánico de
mantener dos grandes láminas metálicas a distancia muy pequeña sin contacto
alguno.
Consigue aumentar la diferencia de
potencial máxima que el condensador es capaz de resistir sin que salte una
chispa entre las placas (ruptura dieléctrica).
La capacidad de un condensador de
dimensiones dadas es varias veces mayor con un dieléctrico que separe sus
láminas que si estas estuviesen en el vacío.
Sea un condensador plano-paralelo cuyas
láminas hemos cargado con cargas +Q y –Q, iguales y opuestas.
FUENTE: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/dielectrico/dielectrico.htm
Códigos de colores en condensadores
Hemos visto que algunos tipos de condensadores llevan sus datos impresos codificados con unas bandas de color. Esta forma de codificación es muy similar a la empleada en las resistencias, en este caso sabiendo que el valor queda expresado en picofaradios (pF). Las bandas de color son como se observa en esta figura:
- En el condensador de la izquierda vemos los siguientes datos:verde-azul-naranja = 56000 pF = 56 nF (recordemos que el "56000" está expresado en pF). El color negro indica una tolerancia del 20%, tal como veremos en la tabla de abajo y el color rojo indica una tensión máxima de trabajo de 250v.
- En el de la derecha vemos:amarillo-violeta-rojo = 4700 pF = 4.7 nF. En los de este tipo no suele aparecer información acerca de la tensión ni la tolerancia.
CODIGOS DE COLORES EN CONDENSADORES
Por más información: http://electronica.ugr.es/~amroldan/asignaturas/curso03-04/cce/practicas/resistencias/codigos_colores.htm#Código_de_colores_en_los_Condensadores
Asociación de capacitores
Existen tres tipos de asociaciones de condensadores:
- En paralelo
- En serio
- En forma mixta
El condensador resultante de la
asociación recibirá el nombre de condensador equivalente, produciendo por tanto
el mismo efecto que dicha asociación, es decir misma carga y diferencia de
potencial, y a su capacidad la denominaremos capacidad equivalente.
Asociación en paralelo
Es la que resulta de conectar entre si
armaduras del mismo signo, uniendo por un lado todas las armaduras inductoras
(armaduras cargadas negativamente, es decir electrones), y por otro todas las
armaduras inducidas (armaduras cargadas positivamente, formadas por huecos
debidos a la ausencia de electrones).
En una asociación de condensadores en
paralelo la capacidad equivalente es igual a la suma de las capacidades de los
condensadores asociados.
Asociación en serie
Es el resultado de conectar los
condensadores uno a continuación de otro, es decir, se une la armadura inducida
de cada condensador con la inductora de la siguiente, y así sucesivamente.
En una asociación de condensadores en
serie, la inversa de la capacidad equivalente es igual a la suma de las
inversas de las capacidades de los condensadores asociados.
Asociación mixta
Es una asociación compleja constituida
por asociaciones sencillas, es decir, la que resulta de unir en paralelo varias
asociaciones de condensadores en serie, o en serie varias asociaciones en
paralelo. Para calcular su capacidad equivalente, primero hallaremos la
capacidad equivalente de los condensadores en paralelo (sumándolas
aritméticamente) para después combinarla con las capacidades de los que estén
en serie (inversa de la suma de las inversas).
Material extraido de: http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//2750/2951/html/17_asociacin_de_condensadores.html
Carga y descarga de un condensador
Proceso de carga:
Cuando el interruptor se mueve a A, la corriente I sube
bruscamente (como un cortocircuito) y tiene el valor de I = E / R amperios
(como si el condensador no existiera momentáneamente en este circuito serie
RC), y poco a poco esta corriente va disminuyendo hasta tener un valor de cero
(ver el diagrama inferior).
El voltaje en el condensador no varía instantáneamente y
sube desde 0 voltios hasta E voltios (E es el valor de la fuente de corriente
directa conectado en serie con R y C, ver diagrama 1).
El tiempo que se tarda el voltaje en el condensador (Vc) en
pasar de 0 voltios hasta el 63.2 % del voltaje de la fuente está dato por la
fórmula T = R x C donde R está en Ohmios y C en Milifaradios y el resultado
estará en milisegundos.
Después de 5 x T (5 veces T) el voltaje ha subido hasta un
99.3 % de su valor final
Al valor de T se le llama "Constante de tiempo"
Analizan los dos gráficos se puede ver que están divididos
en una parte transitoria y una parte estable. Los valores de Ic y Vc varían sus
valores en la parte transitoria (aproximadamente 5 veces la constante de tiempo
T), pero no así en la parte estable.
Los valores de Vc e Ic en cualquier momento se pueden
obtener con las siguientes fórmulas:
Vc = E + ( Vo - E) x e-T/ t ,
Vo es el voltaje inicial del condensador (en muchos casos
es 0 Voltios)
Ic = ( E - Vo ) x e-T/ t/ R
Vo es el voltaje inicial del condensador (en muchos casos
es 0 Voltios)
VR = E x e-T/ t Donde : T = R x C
Proceso de descarga:
El interruptor está en B.
Entonces el voltaje en el condensador Vc
empezará a descender desde Vo (voltaje inicial en el condensador). La corriente
tendrá un valor inicial de Vo / R y disminuirá hasta llegar a 0 (cero voltios).
Los valores de Vc e I en cualquier
momento se pueden obtener con las siguientes fórmulas:
Vc = Vo x e-t / T I = -(Vo / R) e-t / T
Donde: T = RC es la constante de tiempo
NOTA: Si el condensador había sido
previamente cargado hasta un valor E, hay que reemplazar Vo en las fórmulas con
E
Material extraido de: Electrónica Fácil
Carga y descarga de un condensador
Proceso de carga:
Cuando el interruptor se mueve a A, la corriente I sube
bruscamente (como un cortocircuito) y tiene el valor de I = E / R amperios
(como si el condensador no existiera momentáneamente en este circuito serie
RC), y poco a poco esta corriente va disminuyendo hasta tener un valor de cero
(ver el diagrama inferior).
El voltaje en el condensador no varía instantáneamente y
sube desde 0 voltios hasta E voltios (E es el valor de la fuente de corriente
directa conectado en serie con R y C, ver diagrama 1).
El tiempo que se tarda el voltaje en el condensador (Vc) en
pasar de 0 voltios hasta el 63.2 % del voltaje de la fuente está dato por la
fórmula T = R x C donde R está en Ohmios y C en Milifaradios y el resultado
estará en milisegundos.
Después de 5 x T (5 veces T) el voltaje ha subido hasta un
99.3 % de su valor final
Al valor de T se le llama "Constante de tiempo"
Analizan los dos gráficos se puede ver que están divididos
en una parte transitoria y una parte estable. Los valores de Ic y Vc varían sus
valores en la parte transitoria (aproximadamente 5 veces la constante de tiempo
T), pero no así en la parte estable.
Los valores de Vc e Ic en cualquier momento se pueden
obtener con las siguientes fórmulas:
Vc = E + ( Vo - E) x e-T/ t ,
Vo es el voltaje inicial del condensador (en muchos casos
es 0 Voltios)
Ic = ( E - Vo ) x e-T/ t/ R
Vo es el voltaje inicial del condensador (en muchos casos
es 0 Voltios)
VR = E x e-T/ t Donde : T = R x C
Proceso de descarga:
El interruptor está en B.
Entonces el voltaje en el condensador Vc
empezará a descender desde Vo (voltaje inicial en el condensador). La corriente
tendrá un valor inicial de Vo / R y disminuirá hasta llegar a 0 (cero voltios).
Los valores de Vc e I en cualquier
momento se pueden obtener con las siguientes fórmulas:
Vc = Vo x e-t / T I = -(Vo / R) e-t / T
Donde: T = RC es la constante de tiempo
NOTA: Si el condensador había sido
previamente cargado hasta un valor E, hay que reemplazar Vo en las fórmulas con
E
Material extraido de: Electrónica Fácil
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