Loading web-font TeX/Main/Regular
Usuario: No hay usuarios registrado.


Circuitos RC

Storyboard

>Modelo

ID:(1622, 0)



Circuito RC

Imagen

>Top


El circuito RC es un circuito con una capacitancia y una resistencia tal como se ve en esta iamagen:

ID:(12071, 0)



Cargando el condensador

Imagen

>Top


Cuando se conecta la batería al circuito se puede cargar el condensador:

ID:(12072, 0)



Descargando el condensador

Imagen

>Top


Cuando se cierra el circuito se puede descargar el condensador:

ID:(12073, 0)



Ecuación del proceso de carga

Ecuación

>Top, >Modelo


En el caso de carga se tiene que la segunda ley de Kirchhoff es con

- \Delta\varphi + R I + \Delta\varphi_C = 0

I
Corriente
A
5483
\Delta\varphi_C
Diferencia de potencial en la capacitancia
V
9723
\Delta\varphi
Diferencia de potencial en la fuente
V
8916
R
Resistencia
Ohm
5485
Dvarphi_C = @INT( I , u , 0 , t )/ C - Dvarphi + R * I + Dvarphi_C = 0 Dvarphi_C = Dvarphi * (1 - exp(- t / R * C )) / R I = Dvarphi * exp(- t / R * C )/ R R * dI / dt + I / C = 0CIDphi_CDVRt

None

ID:(12077, 0)



Acumulando carga

Ecuación

>Top, >Modelo


A medida que las cargas van llegando al condensador se va formando el potencial que al final opondrá a que nuevas cargas puedan lo continúen cargando.

Por ello el potencial del condensador será con

\Delta\varphi_C =\displaystyle\frac{1}{ C }\displaystyle\int_0^t I du

C
Capacidad del condensador
F
8920
I
Corriente
A
5483
\Delta\varphi_C
Diferencia de potencial en la capacitancia
V
9723
t
Tiempo
s
8815
Dvarphi_C = @INT( I , u , 0 , t )/ C - Dvarphi + R * I + Dvarphi_C = 0 Dvarphi_C = Dvarphi * (1 - exp(- t / R * C )) / R I = Dvarphi * exp(- t / R * C )/ R R * dI / dt + I / C = 0CIDphi_CDVRt

ID:(12076, 0)



Ecuación del circuito RC

Ecuación

>Top, >Modelo


Con la ecuación de la segunda ley de Kirchhoff, con corriente A, diferencia de potencial en la capacitancia V, diferencia de potencial en la fuente V y resistencia Ohm

- \Delta\varphi + R I + \Delta\varphi_C = 0



y la ecuación del potencial del condensador, con

\Delta\varphi_C =\displaystyle\frac{1}{ C }\displaystyle\int_0^t I du



se llega reemplazando y derivando con corriente A, diferencia de potencial en la capacitancia V, diferencia de potencial en la fuente V y resistencia Ohm a la ecuación

R \displaystyle\frac{d I }{d t } + \displaystyle\frac{1}{ C } I = 0

C
Capacidad del condensador
F
8920
I
Corriente
A
5483
\Delta\varphi
Diferencia de potencial en la fuente
V
8916
R
Resistencia
Ohm
5485
t
Tiempo
s
8815
Dvarphi_C = @INT( I , u , 0 , t )/ C - Dvarphi + R * I + Dvarphi_C = 0 Dvarphi_C = Dvarphi * (1 - exp(- t / R * C )) / R I = Dvarphi * exp(- t / R * C )/ R R * dI / dt + I / C = 0CIDphi_CDVRt

ID:(12080, 0)



Solución de la ecuación RC

Ecuación

>Top, >Modelo


Con capacidad del condensador F, corriente A, diferencia de potencial en la fuente V, resistencia Ohm y tiempo s la ecuación para la corriente

R \displaystyle\frac{d I }{d t } + \displaystyle\frac{1}{ C } I = 0



y la condición con corriente A, diferencia de potencial en la capacitancia V, diferencia de potencial en la fuente V y resistencia Ohm

- \Delta\varphi + R I + \Delta\varphi_C = 0



que significa que inicialmente se tiene que

I(0) = \displaystyle\frac{\Delta\varphi}{R}



tiene la solución, con corriente A, diferencia de potencial en la capacitancia V, diferencia de potencial en la fuente V y resistencia Ohm, de la forma

I =\displaystyle\frac{ \Delta\varphi }{ R } e^{- t / R C }

C
Capacidad del condensador
F
8920
I
Corriente
A
5483
\Delta\varphi
Diferencia de potencial en la fuente
V
8916
R
Resistencia
Ohm
5485
t
Tiempo
s
8815
Dvarphi_C = @INT( I , u , 0 , t )/ C - Dvarphi + R * I + Dvarphi_C = 0 Dvarphi_C = Dvarphi * (1 - exp(- t / R * C )) / R I = Dvarphi * exp(- t / R * C )/ R R * dI / dt + I / C = 0CIDphi_CDVRt

None

ID:(12079, 0)



Corriente en el condensador

Imagen

>Top


Cuando se cierra el circuito se puede descargar el condensador:

ID:(12075, 0)



Diferencia de potencial en el condensador

Ecuación

>Top, >Modelo


Con la corriente calculada con capacidad del condensador F, corriente A, diferencia de potencial en la fuente V, resistencia Ohm y tiempo s

I =\displaystyle\frac{ \Delta\varphi }{ R } e^{- t / R C }



y la relación de la segunda ley de Kirchhoff con corriente A, diferencia de potencial en la capacitancia V, diferencia de potencial en la fuente V y resistencia Ohm

- \Delta\varphi + R I + \Delta\varphi_C = 0



se tiene con corriente A, diferencia de potencial en la capacitancia V, diferencia de potencial en la fuente V y resistencia Ohm el potencial eléctrico en el condensador

\Delta\varphi_C =\displaystyle\frac{ \Delta\varphi }{ R }(1-e^{- t / RC })

C
Capacidad del condensador
F
8920
\Delta\varphi_C
Diferencia de potencial en la capacitancia
V
9723
\Delta\varphi
Diferencia de potencial en la fuente
V
8916
R
Resistencia
Ohm
5485
t
Tiempo
s
8815
Dvarphi_C = @INT( I , u , 0 , t )/ C - Dvarphi + R * I + Dvarphi_C = 0 Dvarphi_C = Dvarphi * (1 - exp(- t / R * C )) / R I = Dvarphi * exp(- t / R * C )/ R R * dI / dt + I / C = 0CIDphi_CDVRt

None

ID:(12078, 0)



Potencial del condensador

Imagen

>Top


Cuando se cierra el circuito se puede descargar el condensador:

ID:(12074, 0)