May 252015
 

Proceso de carga de un capacitor

Un capacitor / condensador es un dispositivo que al aplicársele una fuente de alimentación de corriente continua se comporta de una manera especial. Ver la figura.

Proceso de carga de un capacitor - Circuito de carga de un capacitor / condensador

Explicación del proceso de carga de un capacitor

Cuando el interruptor se cierra (Ver: A en el gráfico arriba), la corriente I aumenta bruscamente a su valor máximo (como un cortocircuito) y tiene el valor de I = E / R amperios (como si el capacitor / condensador no existiera momentáneamente en este circuito RC), y poco a poco esta corriente va disminuyendo hasta tener un valor de cero (ver el diagrama inferior)

El voltaje en el capacitor no varía instantáneamente y sube desde 0 voltios hasta E voltios (E es el valor de la fuente de corriente directa conectado en serie con R y C, ver diagrama).

El tiempo que se tarda el voltaje en el condensador (Vc) en pasar de 0 voltios hasta el 63.2 % del voltaje de la fuente está dato por la fórmula: T = RxC. Donde el resistor R está en Ohmios, el capacitor C en milifaradios y el resultado estará en milisegundos.

Después de 5 x T (5 veces T) el voltaje ha subido hasta un 99.3 % de su valor final. Al valor de T se le llama: constante de tiempo

Gráfico del proceso de carga de un capacitor / condensador

 

Al analizar los dos gráficos se observa que están divididos en una parte transitoria y una parte estable. Los valores de Ic y Vc varían sus valores en la parte transitoria (aproximadamente 5 veces la constante de tiempo T), pero no así en la parte estable.

Los valores de Vc e Ic en cualquier momento se pueden obtener con las siguientes fórmulas:

  • Vc = E + ( Vo – E) x e– t/T, donde Vo es el voltaje inicial del condensador (en muchos casos es 0 Voltios)
  • Ic = (E – Vo) x e-t/T/R, donde Vo es el voltaje inicial del condensador (en muchos casos es 0 Voltios)
  • VR = E x e-t/T, donde: T = R x C

Nota: Los términos condensador y capacitor se utilizan como sinónimos

Tut_cargacondensador.asp

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