capacitores

Páginas: 5 (1188 palabras) Publicado: 25 de marzo de 2013
Universidad Tecnológica y Tecnológica de Colombia – Facultad de Estudios a Distancia FESAD
Escuela de Ciencias Tecnológicas – Tecnología en Electricidad – Circuitos Eléctricos en AC 

 
TRANSITORIOS EN REDES CAPACITIVAS 
FASE DE CARGA 
Ya  entendida  la  forma  en  que  un  capacitor  adquiere  su  carga.  Ahora  extendamos  este  análisis  para  incluir  los 
potenciales  y  la corriente  desarrollada  dentro  de  la  red  de  la  figura  luego  del  cierre  del  interruptor  (a  la  posición  1). 
El  lector  recordará  que  al  instante  en  que  el  interruptor  se  cierra,  se  extraen  los  electrones  de  la  placa  superior  y  se 
depositan  sobre  la  placa  inferior  debido  a  la  batería,  dando  por  resultado  una  carga  neta  positiva  sobre  la  placa superior  y  una  carga  negativa  sobre  la  placa  inferior.  La  transferencia  de  electrones  es  muy  rápida  al  principio, 
disminuyendo  su  velocidad  a  medida  que  el  potencial  en  el  capacitor  se  aproxima  al  voltaje  aplicado  de  la  batería. 
Cuando  el  voltaje  en  el  capacitor  es  igual  al  de  la  batería,  la  transferencia  de  electrones  cesará  y  las  placas  tendrán una carga neta determinada por Q = C Vc = CE. 
 

 
En  las  figuras  siguientes  se  presentan  gráficas  del  cambio  en  la  corriente  y  el  voltaje,  respectivamente.  Cuando  el 
interruptor  se  cierra  en  t  =  0  s,  la  corriente  salta  a  un  valor  limitado  únicamente  por  la  resistencia  de  la  red  y 
luego  disminuye  a  cero  a  medida  que  las  placas  se  cargan. Observe  el  rápido  declive  en  el  nivel  de  corriente,  el  cual 
revela que la cantidad de carga depositada sobre las placas por unidad de tiempo también decae rápidamente. Dado 
que el voltaje en las placas se encuentra directamente relacionado con la carga existente en éstas mediante Vc = q/C, 
la  rápida  velocidad  con  la  que  la  carga  inicialmente  se  deposita  sobre  las placas  ocasionará  un  rápido  incremento  en 
Vc  .  Obviamente,  a  medida  que  la  velocidad  del  flujo  de  carga  (I)  disminuye,  la  velocidad  de  carga  en  el  voltaje 
actuará  de  la  misma  forma.  Eventualmente,  el  flujo  de  carga  se  detendrá,  la  corriente  I  será  igual  a  cero,  y  el  voltaje 
cesará  de  cambiar  en  magnitud  —la  fase  de  carga  habrá  concluido—. En  este  punto  el  capacitor  asumirá  las 
características de un circuito abierto: una caída de voltaje en las placas sin un flujo de carga "entre" las placas. Como 
se  demuestra  en  la  figura,  el  voltaje  en  el  capacitor  es  el  voltaje  de  la  fuente  debido  a  que  i=  ic  =  iR  =  0  A  y  VR  =  irR  = 
(0)R = 0 V. Para todo análisis futuro: 

tiempo 

 
Un  capacitor puede  reemplazarse  mediante  un  equivalente  de  circuito  abierto  una  vez  que  la  fase  de  carga  en  una 
red de cd ha concluido. 

 
De regreso al instante en que el interruptor se cierra, también es posible suponer que el capacitor se comporta como 
un  corto  circuito  en  el  momento  en  que  el  interruptor  se  cierra  dentro  de  una  red  de  carga  de  cd,  como  se muestra 
en la figura. 

 
 La corriente i = ic = iR = E/R, y el voltaje Vc = E ‐ vR = E ‐ iRR = E ‐ (E/R)R = E ‐ E = 0 V en t = 0 s. 
 
Mediante la aplicación del cálculo, se puede obtener la siguiente ecuación matemática para la comente de carga ic . 
 
/



 

El factor RC en la ecuación se denomina constante Je tiempo del sistema y cuenta con unidades de tiempo como 
sigue: 
 


Su símbolo es la letra griega   (tau), y su unidad de medida es el segundo. De esta forma,   = RC (segundos, s). 
La  corriente  ic  de  una  red  capacitiva  será  esencialmente  igual  a  cero  después  de  que  hayan  transcurrido  cinco 
constantes  de  tiempo  de  la  fase  de  carga  en  una  red  de  cd.  Debido  a  que  C,  por  lo  general,  se  encuentra  en  el 
intervalo ...
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