Circuito RC

[The Higgs Particle]

Perdona, Julián, pero me pierdo en tu explicación porque no sé qué significa masa en este contexto


En cualquier caso, gracias a vuestras explicaciones estoy entendiendo mejor los circuitos que mezclan condensadores y resistencias, pero aún tengo varias dudas. Por ejemplo, en estos dos circuitos:

- CIRCUITO 1:

1. ¿Circula corriente por la resistencia, habiendo un camino alternativo (el del condensador) en el cual no hay ninguna resistencia?
2. En cualquier caso, cuando el condensador esté completamente cargado, la corriente de la pila sólo circulará a través de la resistencia. En este caso, sucede cuando el condensador alcanza la diferencia de potencial entre sus placas igual a la de la pila (lo enfatizo porque he visto ejercicios con una configuración tal que el condensador se quedaba completamente cargado con una diferencia de potencial diferente a la de la pila).


- CIRCUITO 2:

1. Si estoy aplicando bien Kirchhoff (leo ambas mallas en el sentido de las agujas del reloj), debe cumplirse:

$I = I_1+I_2$


$V_{pila} - I_2R_2=0$

$= -V_{condensador} - I_1R_1+I_2R_2 =0$

2. Igualmente, cuando esté totalmente cargado, la corriente de la pila circulará sólo por $R_2 \to I_2 = I$, y cuando impongo la condición de que ya no circula corriente por el primer hilo (condensador completamente cargado), tengo que: $I_1 = 0 \to V_{condensador} = V_{pila}$

3. Si ahora desconectamos la pila, el condensador comienza a descargarse por las resistencias $R_1$ y $R_2$, que se encuentran en paralelo, pudiendo expresar la intensidad de corriente en dicha malla como:

$I = I_0 \dst e^{\frac{-t}{(R_1+R_2) C}}$

siendo $I_0$ la intensidad que tiene cuando comienza a descargarse (es decir, cuando $V_{cond} = V_{plia}$), de forma que: $I_0 = \dst \frac{V_{pila}}{R_1+R_2}$

[Al2000]

Re: Circuito RC

...
- CIRCUITO 1:
[ATTACH=CONFIG]11915[/ATTACH]
1. ¿Circula corriente por la resistencia, habiendo un camino alternativo (el del condensador) en el cual no hay ninguna resistencia?
...

Inicialmente no, toda la corriente circula por el condensador pero... como has idealizado la situación y en la rama del condensador no hay ninguna resistencia, entonces el condensador se carga instantáneamente con el voltaje de la pila. El resto es tal cual te lo has imaginado.

...
- CIRCUITO 2:
[ATTACH=CONFIG]11916[/ATTACH]
...
3. Si ahora desconectamos la pila, el condensador comienza a descargarse por las resistencias $R_1$ y $R_2$, que se encuentran en paralelo, pudiendo expresar la intensidad de corriente en dicha malla como:

$I = I_0 \dst e^{\frac{-t}{(R_1+R_2) C}}$

siendo $I_0$ la intensidad que tiene cuando comienza a descargarse (es decir, cuando $V_{cond} = V_{plia}$), de forma que: $I_0 = \dst \frac{V_{pila}}{R_1+R_2}$

Lo dijiste mal, pero lo hiciste bien. las dos resistencias quedan en serie.

Saludos,

$\mathcal A \ell$

[Alriga]

Re: Circuito RC

... Perdona, Julián, pero me pierdo en tu explicación porque no sé qué significa masa en este contexto ...

No te preocupes, en el contexto de aquel o este ejercicio, el concepto de masa era no solo irrelevante, sino incluso superfluo.

La explicación de Al2000 es impecable y debería resolver tus dudas. Mi aportación es de información general.

No es adecuado, y desde un punto de vista didáctico no debería hacerse, plantear un circuito como tu CIRCUITO 1.

Un condensador ideal no debería dibujarse en paralelo con una fuente ideal de tensión, dado que si el condensador está descargado al ponerle en paralelo la fuente, (cerrar el interruptor) la corriente inicial ideal que circularía sería infinita, (es decir, como explica Al2000 la carga del condensador sería instantánea, lo que es irreal)



En una situación real, no existen fuentes de tensión ideales ni condensadores ideales, por lo que siempre hay una resistencia R en serie entre ambos que hace que la corriente inicial no sea evidentemente infinita sino $I_i=U/R$. Pero si conectas en la vida real una buena batería sobre un buen condensador descargado, la resistencia serie es muy pequeña y sin ser infinita la corriente, es suficiente para producir un chispazo espectacular que con alta probabilidad puede estropear alguno de los dos componentes.

Saludos

[Al2000]

Re: Circuito RC

Bueno, puestos en la tónica de ser didácticos, entonces añadiré yo otra pizca de saber

Como el segundo circuito no tiene ninguna resistencia en la rama donde está la pila, entonces tanto la combinación R1-C como R2 están sometidas a una tensión constante y es innecesario plantear las ecuaciones de un circuito. Simplemente se resuelve cada malla por separado y se suman las corrientes en la pila.

Saludos,

$\mathcal A \ell$

[Julián]

Re: Circuito RC

No te preocupes, en el contexto de aquel o este ejercicio, el concepto de masa era no solo irrelevante, sino incluso superfluo.

Es fundamental en la teoría de circuitos e indica que los potenciales son referenciados a partir de ese punto, el cual lo consideramos 0[V]. Si yo conecto el negativo de una batería con el positivo de otra y tomo ese punto como masa, tengo una fuente partida con potenciales positivos y negativos. Si considero masa el potencial negativo de una fuente tendré solamente potenciales positivos. Para el funcionamiento del circuito no influye ya que es la variación de potencial lo que realiza trabajo pero ayuda mucho al análisis.
Es más en muchos circuitos con varias fuentes con diferentes transitorios, se suele tomar diferentes puntos de referencia y direcciones de corriente siempre y cuando se considere esos cambios en el análisis. Para facilitar los cálculos.
Como ejemplo, los sistemas de comunicación cableada, como los sistemas de comunicación telefónica convencional o sistemas ADSL, necesariamente deben transmitir el par diferencial y un cable con la masa de los circuitos para que los potenciales queden igualmente referenciados en ambos sistemas, en caso contrario deben aislarse con transformadores o optoocopladores. Esto último es lo óptimo, además muchas empresas hacen mal en referenciar los potenciales de los sistemas de comunicación a tierra.