Inductor-capacitor

Teoría de Circuitos (1º de ITI)

Práctica 2

Práctica 2: Análisis en el tiempo de circuitos RL y RC Objetivo Estudiar la respuesta transitoria en circuitos serie RL y RC. Se pretende también que el alumno comprenda el concepto de filtro y su utilidad. 1.- INTRODUCCIÓN 1.1 INDUCTOR Y CAPACITOR Un inductor es un componente eléctrico que se opone a cualquier cambio en la corriente eléctrica.Está compuesto por una bobina de alambre enrollada alrededor de un núcleo de soporte. El comportamiento de inductores se basa en fenómenos asociados con campos magnéticos, la fuente del campo magnético es la carga en movimiento, o la corriente. Si la corriente varía con el tiempo, el campo magnético está variando con el tiempo. Un campo magnético variable en el tiempo induce un voltaje en cualquierconductor conectado por medio del campo. La inductancia L, es el parámetro del circuito que describe un inductor, y se mide en henrios (H). La relación entre el voltaje y la corriente en un inductor viene dada por.

v=L

di dt

(1)

donde v está en voltios, L en henrios, i en amperios, t en segundos. La ecuación (1) refleja la convención de signos pasiva (la referencia de la corrientecorresponde a la dirección de la caída de voltaje en el inductor).

Propiedades de un inductor.1. Si la corriente es constante, el voltaje por el inductor ideal es cero (el inductor se comporta como un corto circuito). 2. La corriente no puede cambiar instantáneamente en un inductor. Cuando se abre el interruptor de un circuito inductivo en un sistema real, la corriente en un principio continúacirculando en el aire a través del interruptor (arqueo). El arco evita que la corriente disminuya a cero instantáneamente. 3. Un inductor sí permite un cambio instantáneo en su voltaje de terminal. Un capacitor o condensador es un componente eléctrico compuesto con dos conductores separados por un aislante o material dieléctrico. El capacitor es el único dispositivo aparte de la batería que puedealmacenar carga eléctrica. El comportamiento de los capacitores se basa en fenómenos asociados con campos eléctricos. La fuente del campo eléctrico es la separación de carga o voltaje. Si el voltaje está variando con el tiempo, el campo eléctrico hace lo propio del mismo modo. Un campo eléctrico variable en el tiempo produce una corriente de desplazamiento en el espacio que ocupa el campo. Lacapacitancia, C, es el parámetro de circuito que describe un capacitor y se mide en faradios (F). dv (2) i=C dt
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Práctica 2

Propiedades de un capacitor.1.- El voltaje no puede cambiar instantáneamente entre los terminales de un capacitor, pues tendría una corriente infinita, cosa que es físicamente imposible. 2.- Si el voltaje entre los terminales es constante, lacorriente del capacitor resulta igual a cero. La razón es que no hay posibilidad de establecer una corriente de conducción en el material dieléctrico. Un capacitor se comporta como un circuito abierto en la presencia de un voltaje constante. 3.- Un voltaje variable en el tiempo puede producir una corriente de desplazamiento. 4.- El capacitor permite un cambio instantáneo en su corriente determinal. Tabla 1. Ecuaciones de terminal para inductores y capacitores ideales.

1.2 RESPUESTA DE CIRCUITOS RL Y RC DE PRIMER ORDEN La respuesta de escalón corresponde a las corrientes y voltajes que resultan de cambios abruptos en las fuentes de cc que se conectan al circuito (conexión de las fuentes). La respuesta natural corresponde a las corrientes y voltajes que existen cuando se libera laenergía almacenada en un circuito que no contiene fuentes independientes (desconexión de las fuentes). 1.2.1 RESPUESTA ESCALÓN DE CIRCUTO RL El circuito de primer orden se ve en la figura 1. Suponemos que la bobina está descargada y que en el instante t=0, el conmutador se coloca en la posición A. Por el circuito pasará una intensidad i de tal forma que se cumple:
Figura 1. Corrientes y tensiones...