Capítulo 4 CORRIENTE ELÉCTRICA. REGIMEN TRANSITORIO
• 4.5 Reglas de
resolución de
circuitos eléctricos.
(25.5)
4.6 Circuitos RC y
RL. (25.6) y (28.8)
• BIBLIOGRAFÍA • - Tipler. "Física". Cap. 25
Reverté.
• 8.4 Análisis de circuitos de
primer orden en regimen
transitorio
– 8.4.1 Circuitos in fuentes de
excitación
– 8.4.2 Circuitos con fuentes
de excitación
• BIBLIOGRAFÍA • - Fundamentos Físicos de la Ingeniería.
Temas 4 y 5 Mc Graw Hill
4.6 CIRCUITOS RC
Un circuito RC está compuesto por una resistencia y un condensador.
En dichos circuitos la corriente fluye en una dirección, como en un
circuito de cc, pero a diferencia de éstos, la corriente varía con el tiempo.
CASO 2: Proceso de carga del condensador, inicialmente
descargado, cuando sus terminales se conectan en serie con
un resistencia y una batería.
CASO 1: Proceso de descarga del condensador, inicialmente
cargado, cuando sus terminales se conectan en serie con un
resistencia.
Ambos procesos viene definidos por un tiempo característico C R
CIRCUITO ABIERTO Y CORTOCIRCUITO
Circuito abierto: Es una rama de un circuito por la que no circula
corriente.
A B
r IVAB
r
R
0
ABV
Cortocircuito: Es un recorrido de muy baja resistencia (idealmente R=0)
entre dos puntos de un circuito.
r
R
CO
RT
OC
IRC
UIT
O A
B
0VAB
DESCARGA DEL CONDENSADOR
En t =0 el condensador está cargado. Al
cerrar el interruptor, existe una caída de
potencial entre los extremos de la
resistencia debido a la corriente inicial y
el condensador empieza a descargarse.
CC
tQtV
tQ
t-
o
t-
o
eQ)()(
eQ)(
tt
eeRCdt
dtI
oo I
QQ(t))(
Condensador descargado (Q=0)
Cortocircuito (V=0)
examen septiembre 2013 grado tic
VV
msKRCVC
QV
C
tQtV
16e20e 104
1810152,1;201015
103,0)0()0(
e )(
)(
3
33
1018
104-
104-
3
6
6
3
t-
CARGA DEL CONDENSADOR
En t =0 el condensador está descargado.
Al cerrar el interruptor, existe una caída
de potencial entre los extremos de la
resistencia y el condensador empieza a
cargarse.
t-
t-
e-1 )(
)(
e-1C )(
C
tQtV
tQ
t
edt
dtI
oIQ(t))(Condensador cargado (tensión en sus
placas se iguala a la tensión de la
fuente) Circuito abierto (I=0)
examen 2ª semana 2012 grado tic
24,223
112
10ln
101121010
e-1 e-1 )(
)(
6
3
6
3
1025
1010
1025
1010
3
t-
t-
ReV
C
tQtV
R
RC
Una vez alcanzada la corriente estacionaria con S1 cerrado, cerramos S2 y abrimos S1, para eliminar los efectos de la batería.
En este caso, el circuito está formado por una resistencia y una bobina por las que, en t = 0, circula una corriente Io
L
L
t
oL
t
o
eRItIdt
dLtv
eItI
/
/
)()(
)(
Caso I
Descarga de la
bobina
4.6 Circuitos RL
Un circuito RL está formado por una resistencia y un solenoide o bobina.
: Constante de tiempo inductiva R
LL
Bobina descargada
Circuito abierto (I=0)
examen septiembre reserva 2012 grado tic
msR
LRItVtItP Lo
L 410
1040;e)()()(
32t-
2
L
L
t
oL
t
o
eRItIdt
dLtv
eItI
/
/
)()(
)(
222)()(
2
2
2
2
2
2
2
2 LeI
R
LeRIeRIdteRIdttPtu
t
o
t
o
t
o
t
o
msms
tmJL
ImJtu
AmH
mJI
LImJu
mso
oo
L 386,12
4)5,0ln(;e24e
212)(
095,140
242
224)0(
4
2t-
2t-
2
2
4.6 Circuitos RL
Un circuito RL está formado por una resistencia y un solenoide o bobina.
Cuando se cierra el interruptor, la fem inducida en la bobina impide que la corriente en el circuito aumente de forma brusca, de forma que sigue la ley
: Constante de tiempo inductiva R
LL
L
L
t
oL
to
etIdt
dLtv
eR
tI
/
/
)()(
1)(
Caso II
Carga de la bobina
Cuando la corriente se estabiliza, la bobina no ofrece resistencia R=0. Se comporta como un cortocircuito (V=0)
Bobina cargada
CortoCircuito (V=0)