Significado y funcionamiento
El capacitor almacena carga eléctrica, y el resistor limita la corriente. A medida que el capacitor se carga, el voltaje a través del resistor y la corriente de carga disminuyen.
Al descargar, la carga almacenada se mueve a través de una resistencia, lo que resulta en una disminución del voltaje. A medida que el voltaje restante disminuye, la corriente de descarga también disminuye.
Relaciones y condiciones de validez
τ=RC; la carga sigue la ecuación V₀(1−e⁻ᵗ/τ), y la descarga sigue la ecuación V₀e⁻ᵗ/τ. Después de un τ, el voltaje de carga es aproximadamente el 63.2% de su valor final, y el voltaje de descarga es aproximadamente el 36.8% de su valor inicial.
Asumimos un resistor y un capacitor ideales, junto con una fuente de alimentación constante. La fuga real, la resistencia interna y la carga de los instrumentos pueden alterar la curva observada.
Qué observar en la simulación
En t = τ, la carga alcanza aproximadamente el 63,2% de la tensión de la fuente y la descarga el 36,8%.
La fuente, resistencia y condensador son ideales. Se omiten fugas y efectos parásitos. La descarga empieza en V₀. La escena usa una solución analítica y las pruebas del motor usan Euler implícito. Experimenta en la simulación; no lo reproduzcas con fuentes de alimentación reales ni enchufes.
Relaciones y símbolos clave
τ = RC · Vcarga = V₀(1 − exp(−t/τ)) · Vdescarga = V₀exp(−t/τ)
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
| R | Resistencia en serie | Ω |
| C | Capacitancia | F |
| τ | Constante de tiempo RC | s |
Ejemplo resuelto
Con R=10 kΩ y C=100 μF, ¿cuál es la constante de tiempo al cambiar solo R a 20 kΩ?
2 s
Errores frecuentes
- El concepto de una “hora constante” no significa que la carga o descarga estén completamente terminadas.