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Transitorios en los circuitos RC Los circuitos RC son los formados por elementos resistivos y capacitivos. En esta sección vamos a analizar el comportamiento de estos circuitos en corriente continua durante el período transitorio. Carga del capacitor Cuando se conecta la alimentación en un circuito RC (y en otros tipos también) existe un período de tiempo durante el cual se producen variaciones en las corrientes y tensiones. A este período se lo llama régimen transitorio. Luego de un tiempo correspondiente a 5 constantes de tiempo, el circuito adquiere sus características definitivas, período conocido como régimen estable. La constante de tiempo en un circuito RC se calcula como: R C Al cerrar el circuito, en un primer momento no hay cargas en las placas del capacitor. Las primeras cargas se ubican en las placas con facilidad por lo que la corriente es máxima (el capacitor funciona como un conductor). Por la misma razón no hay diferencia de potencial entre los bornes del capacitor (como no la hay en un conductor). A medida que van acumulándose más cargas, las mismas encuentran mayor dificultad debido a que son del mismo signo y se repelen. Por lo tanto la corriente cada vez es menor y aumenta la diferencia de potencial entre los bornes del capacitor. Llega un momento que el capacitor casi del todo cargado y no hay prácticamente corriente que circule a través del mismo, comportándose como un circuito abierto. Por lo tanto la tensión entre los bornes del capacitor es máxima. Descarga del capacitor Cuando se conecta un capacitor cargado a una resistencia, este se descarga a través de la misma de una manera similar a la carga, es decir que tampoco se realiza de manera lineal. Al principio se descargará más rápido y luego con menor velocidad.

Valores Durante La Carga en Un Circuito RC

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Valores durante la carga en un circuito RC

Valores de carga tensión y corriente

Carga en el capacitor en función del tiempo:

Corriente en el circuito en función del tiempo:

Tensión sobre la resistencia en función del tiempo:

Tensión sobre el capacitor en función del tiempo:

Gráficos

Carga en el capacitor

Tensión en el capacitor

Intensidad en el circuito

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Valores durante la descarga en un circuito RC

Carga en el capacitor en función del tiempo:

Corriente en función del tiempo:

Tensión sobre la resistencia en función del tiempo:

Tensión sobre el capacitor en función del tiempo:

Gráficos durante la descarga

Carga en el capacitor

Tensión en el capacitor

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 Intensidad en el capacitor

Transitorios en los circuitos RL

Los circuitos con inducción funcionan al revés que los capacitivos. En un primer instante la corriente

encuentra cierta dificultad para circular (mientras se crea el campo magnético). Luego el inductor

funciona prácticamente como un conductor, siendo la corriente igual al voltaje dividido la resistencia.

La constante de tiempo se calcula como:

La constante de tiempo también se mide en segundos. Al igual que en los circuitos capacitivos la

corriente final se establece luego de 5 constantes de tiempo.

En corriente continua, una vez establecido el régimen permanente, el inductor se comporta de manera

similar a un conductor en cuanto a sus propiedades resistivas. Al desconectar la alimentación, el campo

magnético se autoinduce en el indctor generando una corriente autoinducida.

Valores durante la carga en un circuito RL 

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Valores de tensión y corriente

Corriente en el circuito

Tensión en la resistencia

Tensión en la bobina

i(t) = Corriente para el tiempo t

V = Tensión de la fuente

Vl = Tensión en el inductor

Vr = Tensión en la resistencia

R = Resistencia

L = Inductancia

t = Tiempo

e = Número e

Gráficos

Corriente durante la carga

Valores durante la descarga en un circuito RL

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Valores de tensión y corriente

Corriente en el circuito

Tesnión en la resistencia

Tensión en la bobina

i(t) = Corriente para el tiempo t

V = Tensión de la fuente

Vl = Tensión en el inductor

Vr = Tensión en la resistencia

R = Resistencia

L = Inductancia

t = Tiempo

e = Número e

Gráficos

Corriente durante la descarga

Circuitos RLC

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En los circuitos RLC se acoplan resistencias, capacitores e inductores. Existe también un ángulo de

desfasaje entre las tensiones y corrientes (y entre las potencias), que incluso puede llegar a hacerse

cero. En caso de que las reactancias capacitivas e inductivas sean de distinto valor para determinada

frecuencia, tendremos desfasajes.

Dependiendo de cual de las reactancias sea mayor podremos afirmar si se trata de un circuito concaracterísticas capacitivas o inductivas y por lo tanto si la tensión adelanta a la corriente (y con qué

ángulo) o si la corriente adelanta a la tensión.

A continuación detallamos los valores de un circuito RLC simple en serie.

Reactancia capacitiva

ω = Velocidad angular = 2πf  

C = Capacidad

Xc = Reactancia capacitiva

Reactancia inductiva

ω = Velocidad angular = 2πf  

L = Inductancia

Xl = Impedancia inductiva

Impedancia total del circuito RLC serie

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R = Resistencia

Xl = Reactancia inductiva

Xc = Reactancia capacitiva

Angulo de desfasaje entre tensión y corriente

Xl = Reactancia inductiva

Xc = Reactancia capacitiva

R = Resistencia

Corriente máxima

El módulo de la corriente máxima que circula por el circuito es igual al módulo de la tensión máxima

sobre el módulo de la impedancia.

Corriente eficaz

Para ondas senoidales podemos calcular la intensidad eficaz como: