Otras carreras ¿Existe un circuito RC con Corriente Alterna?

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Buenos días gente sabia,

Me encuentro con el siguiente enunciado de problema:

1. ¿Cuál es la corriente en un circuito RC si R = 4.7\Omega, C = 0.2\m F y el voltaje aplicado es de 120V a 60Hz?
2. ¿Cuál es el ángulo de fase entre el voltaje y la corriente?
3. ¿Cuánta potencia se disipa?
4. ¿Cuáles son las lecturas del voltímetro en R y en C?

Según tengo entendido, los circuitos RC funcionan en Corriente continua.
Según el libro Tipler y Mosca: "La corriente en un circuito RC fluye en un solo sentido, como en lo cirtuitod de corriente continua, pero la intensidadde corriente varía con el tiempo".

Entonces, ¿Está bien el enunciado?¿Existe un circuito RC con Corriente Alterna?¿Cómo resuelvo el problema?.

Les agradecería que me puedan responder ya que tengo una evaluación final en dos días y la verdad estoy en duda con esto.

Saludos.

[arivasm]

Re: ¿Existe un circuito RC con Corriente Alterna?

Por supuesto que existen los circuitos RC de corriente alterna. Basta con poner en serie un condensador y una resistencia. No confundas el ejercicio con los de carga de un condensador en un RC al aplicarle un voltaje continuo, que seguramente es lo que has mirado en el Tipler.

Para resolver el problema debes calcular la impedancia del circuito ($Z=14,07 \Omega$) y emplear los cálculos típicos de corriente alterna. Así, con el voltaje eficaz (120 V) y la impedancia obtienes una intensidad eficaz, $I_{ef}=V_{ef}/Z$, de 8,53 A, con un desfase de 70º (con el voltaje adelantado sobre la corriente). La potencia disipada será, $I_{ef}^2 R$, de 342 W. En la resistencia un voltímetro señalará 40,1 V ($I_{ef}R$) y 113 V en el condensador ($I_{ef}X_C$).

Si tienes el examen en dos días es muy urgente que mires los circuitos de corriente alterna. Como mínimo el RLC. Ánimo que no es complicado, pero el tiempo está muy justo.

PD: Una norma del foro es no resolver el problema a la gente, sino ayudar. De todos modos, aquí te he dado algunas pinceladas, pero no te conformes con ellas.

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Re: ¿Existe un circuito RC con Corriente Alterna?

arivasm, muchísimas gracias por tu ayuda y tu consejo. Estoy trabajando duro, el problema es que a fin de año todo se complica y hay mil cosas por hacer.

Saludos y gracias nuevamente!

[Basalto]

Re: ¿Existe un circuito RC con Corriente Alterna?

Por supuesto que existen los circuitos RC de corriente alterna. Basta con poner en serie un condensador y una resistencia. No confundas el ejercicio con los de carga de un condensador en un RC al aplicarle un voltaje continuo, que seguramente es lo que has mirado en el Tipler.

Para resolver el problema debes calcular la impedancia del circuito ($Z=14,07 \Omega$) y emplear los cálculos típicos de corriente alterna. Así, con el voltaje eficaz (120 V) y la impedancia obtienes una intensidad eficaz, $I_{ef}=V_{ef}/Z$, de 8,53 A, con un desfase de 70º (con el voltaje adelantado sobre la corriente). La potencia disipada será, $I_{ef}^2 R$, de 931 W. En la resistencia un voltímetro señalará 66,1 V ($I_{ef}R$) y 100 V en el condensador ($I_{ef}X_C$).

Si tienes el examen en dos días es muy urgente que mires los circuitos de corriente alterna. Como mínimo el RLC. Ánimo que no es complicado, pero el tiempo está muy justo.

PD: Una norma del foro es no resolver el problema a la gente, sino ayudar. De todos modos, aquí te he dado algunas pinceladas, pero no te conformes con ellas.

Permitame que te corrija pero tienes mal los cálculos.
Xc(condensador)= -13.2629J
XTotal= 4.7-13.26J=14.0711<-70
I=8.528<-70
Hasta ahi bien
pero
Vresistencia=I^2*R=8.53<-70*4.7=(40.1<0) V
Vcondensador=I^2*Z=8.53^2*(14.07<-90)=120<-90 V

La potencia puede ser la potencia aparente, la potencia reactiva o la potencia Activa.
Pactiva de la resistencia es Pactiva=I^2*R= 341.97 W y potencia Reactiva no tiene ya que no tiene Reactancia
Pactiva del condensador es 0 ya que no tiene resistencia, lo que tiene es Preactiva=I^2*Xr=964.81 Var(Voltioamperios reactivos)
Un saludo

[arivasm]

Re: ¿Existe un circuito RC con Corriente Alterna?

Vresistencia=I^2*R=8.53<-70*4.7=(40.1<0) V
Vcondensador=I^2*Z=8.53^2*(14.07<-90)=120<-90 V

Me temo que estás aplicando mal la Ley de Ohm: $V_R=I R$. Análogamente, $V_C=I X_C$

La potencia puede ser la potencia aparente, la potencia reactiva o la potencia Activa.

La potencia disipada, es decir, la que realmente se consume en el circuito, es la potencia activa.

Saúdos compañeiro!

[Basalto]

Re: ¿Existe un circuito RC con Corriente Alterna?

Repetido

[Basalto]

Re: ¿Existe un circuito RC con Corriente Alterna?

Perdón fue una mala transcripción de la formula (SOY NOVATO EN EL FORO), es sin el cuadrado. Pero los valores finales están bien ya que los comprobé con el programa de simulación Proteus.

CORREGIDO:

Vresistencia=I*R=(8.53<-70)*(4.7<0)=(40.1<-70) V
Vcondensador=I*Z=(8.53<-70)*(14.07<-90)=(120<-160) V

Lo de la potencia, no leí que era la consumida.
Un saludo compañero.

[arivasm]

Re: ¿Existe un circuito RC con Corriente Alterna?

Al ver tu primera respuesta no revisé los cálculos, pensando que estabas equivocado en el sentido que indiqué antes. Sin embargo, acabo de hacerlo y veo que tienes razón, que mis valores anteriores para $V_R$ y $V_C$ estaban mal (de hecho, acabo de corregirlos, para que el post quede bien). También estaba mal el de la potencia disipada.

Sin embargo, aunque coincido contigo en el valor de $V_R$, no lo estoy con el de $V_C$, que será $I_{ef}X_c$. Si multiplicas $I_{ef}$ por $Z$ obtienes el voltaje eficaz en el generador, y por eso te sale 120 V. Otra forma de verlo es que $V_{gen}^2=V_R^2+V_C^2$, de manera que $V_C < V_{gen}$. Veo que quizá la causa de esta discrepancia está en que has escrito para el módulo de la Z del condensador (que yo llamo $X_C$) la de todo el circuito (14,07 ohmios), mientras que en el argumento sí has puesto el de la Z del condensador, -90º.

Saludos, y gracias por advertir mis errores.