Circuitos

Objetivos
Entender la diferencia entre el régimen transitorio y el régimen permanente o estado estacionario de un circuito. Saber obtener las condiciones iniciales relevantes en un circuitoeléctrico. Identificar con claridad el estado estable final (transcurrido el suficiente tiempo) esperable de un circuito. Distinguir circuitos de primer y segundo orden. Obtener la ecuación diferencialrepresentativa de cada circuito en régimen transitorio.Obtener el voltaje y la intensidad como una función del tiempo en circuitos RC, RL y RLC, cuando se produce un cambio brusco de la alimentación enellos.

Marco teórico
Circuito RC
Vamos a estudiar las curvas de carga y descarga del circuito RC se muestra en la siguiente figura:

Para el proceso de carga tenemos, aplicando conceptoselementales de la teoría de circuitos, que:

(t
0)
La ecuación anterior tiene como solución particular vc(t)=V ( solución que corresponde al estado estacionario, cuando ya no varía en el tiempo latensión en el condensador debido a que éste está cargado completamente). Teniendo en cuenta que el condensador en el instante inicial está completamente descargado ( vc(t=0)=0 ), la curva de carga viene dadapor :



donde
=RC es la constante de tiempo o tiempo de relajación del circuito RC. De forma similar, una vez cargado el condensador hasta alcanzar la tensión vc(t>> )=V, podemoscortocircuitar el generador de tensión, iniciándose un proceso de descarga descrito por la ley:
vc(t)=Vexp(-t/ )

Para tiempos pequeños, como empleamos en esta práctica, es más apropiado usar un osciloscopio.No obstante, en un osciloscopio sólo podemos visualizar procesos periódicos. La solución a este inconveniente estriba entonces en excitar el circuito RC con una señal de tensión de forma cuadrada, loque equivale a cargar y descargar el condensador de forma alternativa y periódica . Si el periodo de la onda cuadrada es significativamente mayor que la constante de tiempo del circuito RC ,...