Clase 9 mención electromagnetismo iii CIRCUITOS RC, RL Y RLC DESCRIPCIÓN Y TRANSMISIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

Aprendizajes esperados Reconocer el comportamiento de circuitos RC, RL y RLC. Reconocer las características del fenómeno de resonancia. Caracterizar una onda estacionaria. Descripción cualitativa, y transmisión de ondas electromagnéticas.

1. Circuitos eléctricos Carga y descarga de condensador Se tiene un circuito de corriente continua formado por un resistor de resistencia R y un capacitor de capacidad C, inicialmente descargado, al que se han conectado un amperímetro y un voltímetro. Al cerrar el interruptor S, el capacitor se carga. Luego al sacar la f.e.m. y cerrar el circuito el condensador se descarga.

El producto se denomina constante de tiempo del circuito y representa el tiempo en que la carga del capacitor alcanza un 63 % de su máximo posible. A la vez la corriente del circuito a decaído en un 63%.

La corriente es alterna Características de circuitos de corriente alterna se compara con Circuitos LC M.A.S. Corriente Alterna Circuitos RL Circuitos RLC Resonancia La corriente es alterna

Circuito LC Es el circuito más simple de corriente alterna. Se obtiene al conectar un capacitor de capacidad C, con una carga inicial Qo, y una bobina de inductancia L. La inductancia L (bobina) se mide en henry [H] y es la relación entre el flujo magnético producido por una intensidad de corriente eléctrica.

Circuito LC Al cerrar el interruptor y suponiendo despreciable la resistencia del circuito, la corriente i y el voltaje V comenzarán a oscilar indefinidamente de modo que cuando el primero es máximo, el segundo es mínimo y viceversa.

Circuito LC Comparación con el movimiento armónico simple En un sistema eléctrico, el capacitor comenzará a descargarse a través del inductor. La corriente ascenderá lentamente porque el inductor se opone a cualquier cambio en la corriente. En forma similar, el columpio comenzará a adquirir más velocidad conforme su inercia sea superada por las fuerzas de aceleración. Tanto el columpio como el capacitor pierden su energía potencial.

Circuito LC Comparación con el movimiento armónico simple Una vez que el columpio llega al punto más bajo de su trayectoria, toda su energía potencial se ha convertido en energía cinética; cuando el capacitor ha perdido toda su carga, la corriente en el circuito tiene su valor máximo y la energía original se almacena ahora en el inductor, con el valor L·i2/2.

Circuito LC Comparación con el movimiento armónico simple La inercia mantiene al columpio en movimiento hasta que llega al reposo, en la posición que muestra la figura. Toda su energía es potencial. En el circuito eléctrico, la inductancia tiene una especie de inercia que se opone a cualquier cambio en la corriente, de manera que ésta no se detiene de inmediato. Cuando la corriente finalmente se detiene, el capacitor está otra vez cargado.

Circuito RL El interruptor de circuito se conecta de tal forma que se conecte y desconecte alternadamente. En la figura se ilustra el interruptor conectado; la corriente empieza a fluir de manera creciente. A medida que la corriente aumenta se establece una f.e.m. inducida (εL), en oposición al voltaje del circuito. El efecto de la inductancia en este circuito es retrasar la corriente máxima. La constante de tiempo para que el circuito alcance un 63% de Imáx es

Circuito RLC Un circuito en serie de corriente alterna (CA), esta formado por una resistencia, un capacitor y una inductancia en cantidades variables. En CA el voltaje y la corriente no están en fase entre si: VR esta en fase con la corriente. VC se atrasa a la corriente en 90º. VL adelanta en 90º a la corriente.

Circuito RLC Resonancia Consiste en un aumento de la amplitud de las oscilaciones de un sistema, cuando la frecuencia externa aplicada es igual a su frecuencia propia de vibración. Esta dada para un circuito alterno formado por una resistencia, una bobina y un condensador conectados en serie.

Circuito RLC Características de resonancia La corriente que fluye por el circuito será máxima. Como la corriente está limitada tan sólo por la resistencia del circuito, se encuentra en fase con el voltaje.

Por ejemplo, el proceso de sintonizar tu radioemisora favorita consiste en entrar en resonancia con las ondas que emite la emisora a través de un capacitor de capacidad variable unido al dial del sintonizador.

E PREGUNTA PSU Comprensión La figura siguiente representa un circuito eléctrico compuesto por una batería que proporciona una diferencia de potencial V, un condensador de capacidad C, una resistencia R, un amperímetro y un interruptor. Inicialmente el interruptor está en la posición 1. Si se lleva el interruptor a la posición 2, ¿cuál de los siguientes gráficos representa mejor la intensidad de la corriente que mide el amperímetro, en función del tiempo? Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, proceso de admisión 2008. E Comprensión