condensadores y bobinas

Tema 4. Condensadores y Bobinas
4.1 Introducción
4.2 Condensadores
4.3 Energía almacenada en un condensador
4.4 Asociación de condensadores
4.5 Bobinas
4.6 Energía almacenada en una bobina


E (t )

 q(t )

 q(t )

4.7 Asociación de bobinas

i (t )




VS
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Bibliografía Básica para este Tema:
[1] C. K. Alexander, M. N. O. Sadiku, “Fundamentos de circuitoseléctricos”, 3ª ed., McGraw-Hill, 2006.
[2] R. C. Dorf, J. A. Svoboda, “Introduction to electric circuits”,
7th ed., John Wiley & Sons, 2006.

Sadiku  Tema 6
Dorf  Tema 7
- Esta presentación se encuentra, temporalmente, en:
http://personales.unican.es/peredaj/AC.htm
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1

4.1 Introducción
- En los temas anteriores hemos estudiado circuitos en régimen de
corriente continua (sólo incluyenfuentes de continua y resistencias)
- Una fuente de continua es aquella que proporciona un valor constante
(independiente del tiempo) de tensión (o corriente).
- El concepto “fuente de continua” es una idealización, ya que todas las
fuentes se encienden y apagan en instantes concretos de tiempo
- En este tema y el siguiente abordaremos el análisis de circuitos con
fuentes que se encienden y/oapagan en instantes concretos de tiempo
- Estamos interesados en estudiar circuitos en régimen transitorio, es
decir, queremos analizar cómo varían las tensiones y corrientes en un
circuito durante los instantes de tiempo inmediatamente posteriores
a un cambio abrupto en el valor de alguna fuente
- Para realizar este estudio debemos introducir nuevos elementos de
circuito: los condensadoresy las bobinas
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4.2 Condensadores
- Definición de condensador:
* Un condensador es un elemento pasivo capaz de almacenar energía
eléctrica
* Esta formado por dos conductores (armaduras) separados por
un material aislante (dieléctrico)
- Condensador de placas plano-paralelas: en su configuración más
sencilla las armaduras están constituidas por una pareja de placas
metálicas mutuamenteparalelas.
- En muchas aplicaciones prácticas las placas
son de aluminio, mientras que el dieléctrico
puede ser aire, cerámica, papel, mica,…

4

2

4.2 Condensadores
- Condensador descargado:

q0

q0

- Un condensador descargado es aquél cuyas
placas no tienen carga neta (son neutras)



v0

- La tensión entre las placas de un condensador
descargado es nula
-Proceso de carga: (descripción fenomenológica)
- La forma más sencilla de cargar un
condensador es conectándolo a una batería


E (t ), v(t )

 q (t )

 q(t )

- Durante el proceso de carga:
1. Se crea una corriente en el circuito i (t)
2. Electrones de una placa pasan a la otra
i (t )
3. Aparece un campo eléctrico en el condensador
4. Se establece una tensión entre las placas v (t)



VS

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4.2 Condensadores
- Proceso de carga: (descripción fenomenológica)
- El proceso de carga No es instantáneo
- Termina cuando:
1. La corriente se va a cero
2. La tensión se iguala a la de la fuente


E

q

q
- Una vez concluido el proceso de carga y retirada
la batería:
1. Ambas placas tienen la misma carga, pero de
signo contrario
2. La tensión entre lasplacas es igual a la
tensión de la batería



v  VS

6

3

4.2 Condensadores
- Definición de capacidad:
“La capacidad es la relación entre la carga en la placa positiva, q >0,
y la tensión entre las dos placas v >0”

q

q

- Matemáticamente:

C

q
v


- Unidades de la capacidad: El faradio (F)

1 faradio 

1 culombio
1 voltio

1F 



v

1C
1V
74.2 Condensadores
- Definición de capacidad:
- Condensador lineal: la capacidad de un condensador lineal es un valor
positivo que no depende de la carga ni de la tensión aplicada, sólo
depende de la geometría y de los materiales
- Capacidad de un condensador plano-paralelo:

C

S

S



d

- S : área de las placas
- d : separación entre placas
-  : permitividad del...