condensador y bobina

7/26/2019 Condensador y Bobina

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UNIVERSIDADNACIONALMAYORDESANMARCOSFACULTADDECIENCIASFSICAS

CONDENSADORES Y BOBINAS EN CIRCUITOS DE CORRIENTECONTINUA

Turn JeanRojas Andr

on!a"es YersonM#na"a$a %er&$Ce"ada M#"a'ros

O&(u)re de *+,-

Resumen: En es(e #n.or/e ana"#!are/os "a &ur0a de (ens#1n de" &ondensador $"a &orr#en(e de &ar'a de)#do a una .uen(e de (ens#1n &on(#nua en un r&u#(o2de/os(rando 3ue "a (ens#1n asende 4as(a un 0a"or /56#/o7 Y (a/)#n "a &ur0a

de (ens#1n de "a )o)#na en e" 8ro&eso de des&one6#1n2 3ue (#ende a des&ender4as(a &ero7

Palabras claves: Condensadores2 )o)#nas2 &orr#en(e &on(#nua2 r&u#(os7

1. Introduccin: Una .uen(e &on(#nua 8ro8orona un 0a"or &ons(an(e de(ens#1n7 Con eso 0ere/os &o/o 0aran "as (ens#ones $ &orr#en(es en unr&u#(o duran(e "os #ns(an(es de (#e/8o #n/ed#a(a/en(e 8os(er#ores a un&a/)#o a)ru8(o en e" 0a"or de a"'una .uen(e7 %ara es(e e68er#/en(o .uene&esar#o e" uso de" os"os&o8#o 0#r(ua" $ de "a (arje(a UNI(r9#n7

2. Fundamento Terico:

CONDEN!DOR

Un &ondensador es un d#s8os#(#0o .or/ado 8or dos &ondu&(ores &er&anos $a#s"ados en(re s deno/#nados 8"a&as o ar/aduras de" &ondensador7 A" &one&(are" d#s8os#(#0o a un 'enerador $ es(a)"e&er en(re a/)as 8"a&as una d#.erena de8o(ena"2 se es(a)"e&e una &orr#en(e e"&(r#&a 3ue (rans8or(a e"e&(rones desdeuna de "as 8"a&a a "a o(ra2 4as(a 3ue se es(a)#"#!a en un 0a"or 3ue de8ende de "a&a8adad de" &ondensador7 Cuando 4a (er/#nado "a (rans.erena de e"e&(ronesa/)as ar/aduras 8oseen "a /#s/a &ar'a2 aun3ue de s#'no &on(rar#o7 Es(ed#s8os#(#0o /#en(ras es(5 &ar'ado 8uede a"/a&enar ener'a $2 en un /o/en(o

de(er/#nado2 &eder su &ar'a2 8ro8oronando ener'a a" s#s(e/a a" 3ue es(5&one&(ado7

Proceso de car"a7 Cons#dere/os un r&u#(o2 en e" 3ue su8ondre/os 3uee" &ondensador es(5 #n#a"/en(e des&ar'ado7 S# &erra/os e" #n(erru8(or seo)ser0ar5 un 8aso de &orr#en(e $ e/8e!ar5 a &ar'arse e" &ondensador2 de .or/a3ue una 0e! a"&an!ada "a &ar'a /56#/a2 "a &orr#en(e en e" r&u#(o es &ero7

A8"#&ando "a "e$ de /a""as de :#r&44o.. o)(ene/os;

Donde < es "a .uer!a e"e&(ro/o(r#! de" 'enerador de &orr#en(e2Ies "a #n(ens#dadde &orr#en(e 3ue r&u"a 8or "a /a""a2Res "a res#s(ena 8a(r1n2 qes "a &ar'ae"&(r#&a de" &ondensador $ Csu &a8adad7

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%ara &a"&u"ar "a &ar'a $ "a #n(ens#dad de &orr#en(e en .unn de" (#e/8o esne&esar#o der#0ar "a e&uan an(er#or &on res8e&(o a" (#e/8o2 de .or/a 3ue;

%or de.#n#n2 "a #n(ens#dad esI = dq/dt$2 sus(#(u$endo en "a e&uan an(er#or2

""e'a/os a;

Es(a ="(#/a e68res#1n es una e&uan d#.erena" ord#nar#a de 8r#/er ordenenI(t)7 Se resue"0e .5"/en(e 8or se8aran de 0ar#a)"es;

Donde 4e/os usadoI'$ t'&o/o 0ar#a)"es de #n(e'ran 8ara e0#(ar su&on&ordana s#/)1"#&a &on "os "/#(es de #n(e'ran7

En e" #ns(an(e #n#a" t0= 02 "a &ar'a en e" &ondensador es nu"a $ se &on&"u$e 3ue;Reso"0#endo "as #n(e'ra"es de "a e&uan d#.erena" an(er#or2 se""e'a a;

La &ar'a de" &ondensador en &ua"3u#er #ns(an(e se o)(#ene #n(e'rando "a#n(ens#dad de &orr#en(e &on res8e&(o a" (#e/8o7 Co/o en t0= 0"a &ar'a de"&ondensador es &ero2 se (#ene;

La #n(ens#dad de &orr#en(e $ "a d#.erenade8o(ena" en )ornes ser5;

Las r5.#&as , /ues(ran "a e0o"un de "a #n(ens#dad#ns(an(5nea en e" r&u#(o$ de "a d#.erenade8o(ena" en e" &ondensador duran(e e" 8ro&esode&ar'a;

r5.#&o ,7 In(ens#dad #ns(an(5nea >#!3u#erda? $ D#.erena de8o(ena" >dere&4a? &uando se &ar'a e" &ondensador7

Proceso de descar"a7 Cons#dere/os un r&u#(o RC2 en donde e" &ondensadores(5 #n#a"/en(e &ar'ado7 A" &errar e" #n(erru8(or e" &ondensador &o/#en!a ades&ar'arse a (ra0s de "a res#s(ena7 A8"#&ando "a "e$ de /a""asde :#r&44o.. o)(ene/os

%ues(o 3ue "a #n(ens#dad 3ue 8asa 8or e" r&u#(o es #'ua" a "a ra8#de! &on "a 3ued#s/#nu$e "a &ar'a en e" &ondensador2

Sus(#(u$endo;

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In(e'rando2 de "a /#s/a .or/a 3ue en e" &aso an(er#or2 en(re e" #ns(an(e #n#a"de" 8ro&eso de des&ar'a t0= 02 &on q(0) = Q0$ &ua"3u#er o(ro #ns(an(e2o)(ene/os "a &ar'a de" &ondensador &on res8e&(o a" (#e/8o;

La #n(ens#dad de &orr#en(e $ "a d#.erena de 8o(ena" en "os )ornes de"&ondensador se o)(#enen.5"/en(e;

E" ra.#&o * /ues(ra "a e0o"un de "a #n(ens#dad#ns(an(5nea en e" r&u#(o $ de"a d#.erenade8o(ena" en e" &ondensador duran(e e" 8ro&esodedes&ar'a;

r5.#&o *7 In(ens#dad #ns(an(5nea >#!3u#erda? $ D#.erena de8o(ena" >dere&4a? &uando se des&ar'a e" &ondensador7

#O#IN! EN CIRC$ITO DE CORRIENTE CONTIN$!

Ta/)#n ""a/ados #ndu&(ores o &4o3ues son &o/8onen(es .or/ados 8or 0ar#as0ue"(as o es8#ras de a"a/)re enro""adas so)re una .or/a "ndr#&a2 &uadrada ore&(an'u"ar7 Las )o)#nas 8ueden (ener n=&"eo 3ue 'enera"/en(e es de 4#erro o.err#(a7 Los #ndu&(ores &on n=&"eo de 4#erro a /enudo se u(#"#!an 8ara .#"(rar oa""anar "a &orr#en(e de sa"#da de un r&u#(o re&(#.#&ador7 Los #ndu&(ores see/8"ean (a/)#n &on "os &a8a(ores en r&u#(os de s#n(ona de rad#o $(e"e0#s#1n $ en r&u#(os os"adores Cuando una )o)#na no (#ene n=&"eo2 se d#&e

3ue (#ene n=&"eo de a#re7 Las )o)#nas enro""adas en una &a8a sue"en""a/arse so"eno#des7

IND$CT!NCI!7 En "as )o)#nas o&urre un .en1/eno de o8os#n a "as0ar#aones de "a &orr#en(e e"&(r#&a7

En o(ras 8a"a)ras2 s# "a &orr#en(e en un r&u#(o (ra(a de su)#r o )ajar $ en eser&u#(o 4a$ una )o)#na2 e""a se o8one a 3ue "a &orr#en(e su)a o )aje7

Es(a o8os#n 3ue se 8resen(a en "as )o)#nas se ""a/a #ndu&(ana2 se /#de en4enr#os >en 4onor a" .s#&o es(adoun#dense Jose84 @enr$? $ se re8resen(a 8or/ed#o de "a "e(ra L7 Es(a res#s(ena a" &a/)#o de &orr#en(e es e" resu"(ado de "aener'a a"/a&enada den(ro de" &a/8o /a'n(#&o de una )o)#na7 Todas "as

)o)#nas de a"a/)re (#enen #ndu&(ana >r5.#&o ?7

En "os r&u#(os e"e&(r1n#&os a&(ua"es se usan )o)#nas 8e3ueas &on#ndu&(anas de /#"#4enr#os >/@? o /#&ro4enr#os > @?7 Un 4enr#o re8resen(a "a#ndu&(ana de una )o)#na s# se 8rodu&e un 0o"( de FEM #nduda2 &uando "a&orr#en(e &a/)#a a" r#(/o de un a/8ere 8or se'undo7

La #ndu&(ana de un #ndu&(or de8ende .unda/en(a"/en(e de &ua(ro .a&(ores; ,e" n=/ero de 0ue"(as de a"a/)re de0anado2 *e" 5rea de "a se&n (rans0ersa" de

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r5.#&o 7 Bo)#na de A"a/)re


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"a )o)#na2 "a 8er/ea)#"#dad de "os /a(er#a"es de su n=&"eo $ "a "on'#(ud de"a )o)#na7

La #ndu&(ana de una )o)#na de8ende de "a &an(#dad $ e" d#5/e(ro de "ases8#ras2 a /a$or d#5/e(ro2 /a$or #ndu&(ana $ a /a$or n=/ero de es8#ras2(a/)#n (#ene /a$or #ndu&(ana7

La #ndu&(ana de una )o)#na (a/)#n au/en(a &uando (#ene un n=&"eo de4#erro u o(ro /a(er#a" /a'n(#&o $ es /a$or 3ue &uando (#ene n=&"eo de a#re7

De)#do a 3ue "a )o)#na so"o rea&ona an(e "as 0ar#aones de "a &orr#en(e2 no seo8one a "a &orr#en(e &on(#nua >&&? $ so"o 8resen(a o8os#n a "a a"(erna >&a?7

CONE%I&N ' DECONE%ION DE $N! #O#IN!

S# una )o)#na se en&uen(ra en un r&u#(o de &orr#en(e &on(#nua2 "a &orr#en(e 3ue."u$e 8or e""a es &ons(an(e (o/ando en &uen(a2 en 8r#/er "u'ar2 e" 8ro&eso de

&one6#1n de /anera 3ue no se 'enera n#n'una (ens#1n de au(o#ndu&n7 La)o)#na a&(=a2 8or (an(o2 en es(e &aso2 &o/o una res#s(ena 14/#&a2 &u$o 0a"orde res#s(ena >8or "o 'enera" /u$ 8e3ueo?2 resu"(a de" 0a"or de res#s(enaes8e&.#&o de" /a(er#a" de "a )o)#na a" #'ua" 3ue de "a "on'#(ud $ se&n(rans0ersa" de" a"a/)re7

Cuando se &one&(a una )o)#na2 en 8r#/er "u'ar2 se.or/a su &a/8o /a'n(#&o de)#do a "as/od#.#&aones resu"(an(es de" ."ujo2 se &rea una(ens#1n de au(o#ndu&n 3ue a&(=a o8ues(a/en(e a "a

(ens#1n a8"#&ada7 De es(a /anera no asende "a#n(ens#dad de &orr#en(e a)ru8(a/en(e en e" r&u#(oe"&(r#&o >&o/o o&urr#ra &on una &ar'a res#s(#0a?2 s#no3ue "a &orr#en(e asende 8au"a(#na/en(e 4as(a a"&an!ar un de(er/#nado 0a"or.#na"7 S# se des&one&(a "a )o)#na2 (#ene "u'ar un 8ro&eso #n0erso; A" d#"u#rse e"&a/8o /a'n(#&o se or#'#na una (ens#1n de au(o#ndu&n2 3ue (#ene e" /#s/osen(#do 3ue "a (ens#1n 3ue se a8"#&a)a an(er#or/en(e2 $ 3ue en "as )o)#nas &on.uer(es &a/8os /a'n(#&os 8uede ado8(ar 0a"ores /5s e"e0ados7 La (ens#1n deau(o#ndu&n2 en 8r#n#o2 /an(#ene e" ."ujo de &orr#en(e 3ue a(ra0#esa "a

)o)#na2 de /anera 3ue "a &orr#en(e no 0ara a)ru8(a/en(e s#no 3ue desende8au"a(#na/en(e 4as(a ""e'ar a &ero7

(. Cuestionario:

E) CONDEN!DOR

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r5.#&o 7 C#r&u#(o RL >Arr#)a?7C#r&u#(o RC >A)ajo?7


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r5.#&o -7 Cur0a de "a (ens#on $ &orr#en(e de &ar'a de"&ondensador7

1. GCu5" es "a (ra$e&(or#a de "a &ur0a de "a(ens#1n de" &ondensador des8us de 3ue se &one&(a "a (ens#1n &on(#nuaH

Se'=n e" 'r5.#&o 2 o)ser0a/os 3ue "a &ur0a 0erde au/en(a e68onena"/en(e4as(a a"&an!ar un 0a"or /56#/o $ se /an(#ene &ons(an(e7

2.GCu5" es "a (ra$e&(or#a de "a &ur0a de &orr#en(e de &ar'a des8us de 3ue se&one&(a "a (ens#1n &on(#nuaH

Se o)ser0a 3ue sa"(a 4as(a un 8un(o /56#/o2 8ara "ue'o des&ender

e68onena"/en(e 4as(a &ero7

(.Gu rea&n o&as#onara una d#s/#nun de "a res#s(ena de &ar'a R, ene" 0a"or /56#/o de "a &orr#en(e de &ar'aH

La &orr#en(e de &ar'a as&endera2 es(o se de)e a 3ue "a &orr#en(e de &ar'a es#n0ersa/en(e 8ro8orona" a" 0a"or de "a res#s(ena7

Se8are e" &ondensador de "a (ens#1n de a"#/en(an re(#rando e" &a)"e de"&"a0#jero V $ o)ser0e "a (ens#1n de" &ondensador duran(e un (#e/8o8ro"on'ado7

*.Gu su&ede &on "a (ens#1n de" &ondensadorH

La (ens#1n >d#.erena de 8o(ena"? d#s/#nu$e e68onena"/en(e 4as(a ""e'ar aanu"arse7

+.GC1/o se 8uede e68"#&ar es(a rea&nH

Des8us de des&one&(ar "a (ens#1n de a"#/en(an2 e" &ondensador se #rades&ar'ando de)#do a "a res#s(ena #n(erna de "a /ed#n7

Vue"0a a &one&(ar "a .uen(e de (ens#1n &on(#nua 8ara 0o"0er a &ar'ar e"&ondensador7 %ara ana"#!ar "a #n."uena de "a res#s(ena de en(rada ne&esar#a

8ara "a /ed#n >ANALO IN?2 se8are a4ora "a &one6#1n &on e" &"a0#jero A7Vue"0a a se8arar a4ora e" &a)"e 3ue 0a a" &"a0#jero K7 A &on(#nuan2 &one&(eA2 so"o )re0e/en(e2 8ara &o/8ro)ar "a (ens#1n de" &ondensador $ /#da "a(ens#1n en "ar'os #n(er0a"os de (#e/8o7

,.Gu se 8uede o)ser0ar en &on(ra8os#n a "a /ed#n &on(#nuaH

%ara es(e &aso "a (ens#1n (#ende a des&ender "en(a/en(e7

)! #O#IN!

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r5.#&o 7 Cur0a de (ens#1n de "a )o)#na7

1. GCu5" es "a (ra$e&(or#a de "a &ur0a de (ens#1n en "ares#s(ena de des&ar'a R*H

A" 4a&er e" &or(o r&u#(o de" re" "a &ur0a de (ens#1n se e"e0a 8os#(#0a/en(e $"ue'o desende "en(a/en(e a&er&5ndose a +V es(o es de)#do a 3ue a"des&one&(ar "a )o)#na "a &orr#en(e (a/)#n se e/8#e!a a d#s/#nu#r 4as(a ser +as "a (ens#1n (a/)#n d#s/#nu$e7

2. GRee/8"a!ando "a R* 8or "a R &o/o 0ar#a "a &ur0a de (ens#1nH

En es(e &aso u(#"#!ando R "a &ur0a de (ens#1n 8er/ane&e &ons(an(e

*. Conclusiones: Co/o se 8uede 0er#.#&ar en "a 'r5.#&a ,2 e" &ondensador se &ar'a

&on(#nua/en(e 4as(a a"&an!ar su 8un(o /56#/o2 "ue'o de eso a8a'a/ose" e3u#8o $ 0er#.#&a/os 3ue e" &ondensador se e/8#e!a a des&ar'ar2&on(#nua/en(e 4as(a ""e'ar a su 0a"or #n#a"7

En e" E68er#/en(o nos #nd#&a 3ue CORTOCIRCUITE )re0e/en(e e" re" ,de" 8ane" 8ara des&one&(ar "a )o)#na de "a a"#/en(an de (ens#1n7 %ara

o)(ener una 'r5.#&a donde "a Bo)#na se &ar'a $ des&ar'a2 0er#.#&ando e"Funda/en(o E68er#/en(a" 3ue es(5 e68"#&ado en "a 'ua7

Co/o (a/)#n se 8uede o)ser0ar en "a 'r5.#&a "a (ens#1n su8er.#a" se&ar'a >4as(a a"&an!ar ,+0 a8ro6#/ada/en(e2 $ se /an(#ene &ons(an(ees(e 0a"or?7

+. #iblio"ra-a:

%7 T#8"er2 >*++-?2 Fsica para la ciencia y la tecnologa: Electricidad yMagnetismo Vol.2!2 Ed#(or#a" Re0er(e7

M7 #"/or2 >,?2Instrumentos de medida elctrica, Ed#(or#a" Re0er(e7

SerPa$ Ra$/ond A72 JePe(( Jo4n Q72 >*++), Fsica para la ciencia e ingenieracon Fsica Moderna2 Cen'a'e Learn#n'7

Bur)ano San(#a'o2Fsica general2 Te)ar7 ua de La)ora(or#o de Fs#&a 7

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