MARIÑOTECH
EL CONDENSADOR
CONCEPTOS BÁSICOS PARA SU ENTENDIMIENTO
EN SERIE Y PARALELO
CARGA Y DESCARGA CAPACITORES E INDUCTORES CIRCUITOS
TABLA DE CONTENIDOS
CARTA DEL EDITOR
¡Bienvenidos a la revista MariñoTech!
Es un honor darles la bienvenida a esta edición de nuestra revista digital, un espacio dedicado a la exploración y comprensión de los principios fundamentales de la física En esta entrega, nos adentramos en el fascinante mundo de los condensadores y los circuitos RC y RL de primer orden, elementos esenciales en la electrónica y la ingeniería eléctrica.
Nuestro objetivo es ofrecer una visión clara y accesible de estos temas, tanto para estudiantes como para entusiastas de la ciencia y la tecnología.
La física está en constante evolución, y su impacto en nuestra vida cotidiana es innegable. Esperamos que este número no solo enriquezca su conocimiento, sino que también despierte su curiosidad por seguir explorando el universo de la electricidad y el magnetismo
Agradecemos su apoyo y los invitamos a compartir sus comentarios, dudas o sugerencias. La ciencia avanza con el conocimiento colectivo, y juntos podemos seguir aprendiendo y descubriendo
¡Disfruten la lectura!
Editora en Jefe
Luisana Castellano
DESCIFRANDO El Condensador
“Un viaje al corazón de la electrónica, donde pequeños componentes almacenan energía y alimentan los dispositivos que dan forma a nuestro mundo”
EAunque funcionan de formas completamente diferentes, tanto los condensadores como las baterías almacenan energía eléctrica. Una batería tiene dos terminales, dentro de la batería, las reacciones químicas producen electrones en un terminal y el otro terminal los absorbe cuando creas un circuito.
Un condensador es mucho más simple que una batería, ya que no puede producir nuevos electrones, solo los almacena. Un condensador se llama así porque tiene la "capacidad" de almacenar energía.
Dentro de un condensador, los terminales se conectan a dos placas de metal separadas por una sustancia no conductora o dieléctrica, n cierto modo, un condensador o capacitor es un poco como una batería.
Estructura de un capacitor.
Cuando conectas un condensador a una batería, esto es lo que sucede:
Al aplicar una tensión a un condensador, los electrones fluyen desde una placa hacia la otra, creando una diferencia de potencial eléctrico.
Este flujo de electrones continúa hasta que ambas placas alcanzan la misma carga, pero con polaridad opuesta. En este punto, el condensador se considera cargado.
Al desconectar la fuente de tensión, el condensador mantiene la carga eléctrica almacenada durante un tiempo.
CAPACIDADDEUN
CONDENSADOR
La capacitancia (C) es la propiedad fundamental de un condensador que determina su capacidad para almacenar carga eléctrica. Se define como la cantidad de carga �� que un condensador puede retener por cada unidad de voltaje ��
La unidad de medida en el Sistema Internacional es el faradio (F), aunque en la práctica se usan valores más pequeños como microfaradios (����), nanofaradios (����) y picofaradios (����).
CAPACIDAD
EQUIVALENTE
En los circuitos eléctricos, es común conectar varios condensadores para lograr diferentes funciones en diversas aplicaciones. Cuando se combinan múltiples condensadores en un circuito, su comportamiento se puede representar mediante un condensador equivalente, cuyo valor total de capacitancia depende tanto de las características individuales de cada condensador como de la forma en que están conectados
circuito de capacitores
Cuando los condensadores se conectan en serie, la carga en cada condensador es la misma, pero la tensión se divide entre ellos. La capacidad equivalente (Ceq) de una combinación en serie de condensadores se calcula mediante la siguiente fórmula
Circuito en Paralelo
Cuando los condensadores se conectan en paralelo, la tensión en cada condensador es la misma, pero la carga total se distribuye entre ellos. La capacidad equivalente (Ceq) de una combinación en paralelo de condensadores se calcula mediante la siguiente fórmula:
Circuito Mixto
En circuitos más complejos, los condensadores pueden estar conectados tanto en serie como en paralelo. Para calcular la capacidad equivalente de un circuito mixto, se debe simplificar el circuito paso a paso, aplicando las fórmulas de serie y paralelo de forma repetidas hasta obtener un solo condensador equivalente.
CIRCUITOS RC Y RL DE PRIMER ORDEN:
FUNDAMENTOS
Los circuitos eléctricos de primer orden son aquellos que contienen un solo elemento de almacenamiento de energía (un condensador o un inductor) junto con resistencias y, opcionalmente, una fuente de alimentación. Dentro de esta categoría, los circuitos RC y RL son fundamentales en el estudio de la electrónica y los sistemas eléctricos, ya que permiten entender el comportamiento transitorio y la respuesta de los circuitos ante cambios en la alimentación.
En este artículo, exploraremos su estructura, funcionamiento y aplicaciones.
CIRCUITOS CON FUENTES
Los circuitos RC y RL con fuentes son sistemas eléctricos en los que una resistencia se combina con un condensador (RC) o con un inductor (RL) y se alimentan mediante una fuente de voltaje o
corriente Estos circuitos son fundamentales para comprender cómo los elementos de almacenamiento de energía (condensadores e inductores) responden a la aplicación de una señal eléctrica, tanto en su comportamiento transitorio como en su estado estable.
Circuitos RC
Un circuito RC con fuente está compuesto por una resistencia (R) y un condensador (C) conectados en serie o en paralelo con una fuente de voltaje. En este tipo de circuitos, el voltaje y la corriente varían en el tiempo debido a la carga y descarga del condensador.
Cuando se aplica una fuente de voltaje constante a un circuito RC en serie, el condensador comienza a cargarse La ecuación diferencial que describe este proceso es:
La solución para la carga del condensador es:
Circuitos RL
Cuando se aplica una fuente de voltaje constante a un circuito RL inicialmente con corriente cero, la corriente aumenta exponencialmente hasta alcanzar un valor estable. La constante de tiempo RL determina la rapidez con la que aumenta la corriente.
Una vez que la corriente alcanza su valor máximo, la tensión en el inductor es cero y la corriente circula únicamente por la resistencia.
La ecuación que lo describe es:
CIRCUITOS SIN FUENTES
Los circuitos sin fuentes son aquellos en los que el condensador o el inductor ya tienen energía almacenada y se analizan a medida que esta energía se disipa a través de la resistencia
Circuitos RC
Un circuito RC sin fuente consiste en una resistencia y un condensador conectados en serie Si inicialmente el condensador está cargado, al cerrar el circuito, la carga almacenada en el condensador comenzará a descargarse a través de la resistencia
La ecuación que describe este proceso es:
La corriente en el circuito también decae de manera exponencial:
disminuyendo gradualmente
La ecuación de la corriente es:
Gráfica carga y descarga del capacitor/inductor
O T E C H
M A R I Ñ
