Cómo calcular el voltaje en un circuito RC

Escrito por Dwight Chestnut ; última actualización: February 01, 2018
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Los circuitos RC normalmente son conocidos como circuitos RC de carga. Consisten en una resistencia (R) en serie con un condensador (C). El resultado es un circuito en el que, una vez que se aplica un voltaje de suministro, el voltaje en el condensador se incrementará lentamente hasta el valor del suministro. La velocidad a la que se alcanza el voltaje de suministro se basa en la constante de tiempo RC.

Encuentra el voltaje de fuente ("Vs") para el circuito. Recurre a los diagramas o especificaciones del circuito. Como un ejemplo, asume que Vs es de 120 voltios.

Determina la constante de tiempo RC, o "T", usando la fórmula: T = R x C, donde la R corresponde a la resistencia y la C al condensador. Acude al diagrama o especificación del circuito para obtener el valor de R y C para el circuito RC. Por ejemplo, si R es de 30 ohmios y C de 15 microfaradios, T equivaldrá a 450 microsegundos: 30 x 15.

Calcula el voltaje en el circuito RC usando la fórmula: V = Vs x (1-e^-t/T), donde "t" es el tiempo desde que se aplica el voltaje de suministro, Vs, al circuito. V cambiará con el tiempo hasta que el circuito alcance un estado de equilibrio o hasta que el condensador se cargue completamente y V = Vs. Como ejemplo, considera los cálculos siguientes usando un valor de 120 voltios para Vs y 450 microsegundos para T:

En t = 0 microsegundos e^-t/T = e^-0/450 = e^0 = 1 V = Vs x (1-e^-t/T) = 120 x (1-1) = 120 x 0 = 0

En t = 1 microsegundo e^-t/T = e^-1/450 = e^-0,0022 = 0,9978 V = Vs x (1-e^-t/T) = 120 x (1- 0,9978) = 120 x 0,0022 = 0,264 voltios

En t = 100 microsegundos e^-t/T = e^-100/450 = e^-0,222= 0,801 V = Vs x (1-e^-t/T) = 120 x (1- 0,801) = 120 x 0,199 = 23,8 voltios

En t = 1000 microsegundos o 1 milisegundo e^-t/T = e^-1000/450 = e^-2,22= 0,108 V = Vs x (1-e^-t/T) = 120 x (1- 0,108) = 120 x 0,892 = 107 voltios

Como puedes ver, a medida que t se incrementa, V tiende hacia el estado de equilibrio, donde V = Vs. De hecho, al aumentar t, "e^-t/T" se hará más y más pequeño y "1-e^-t/T" llegará a 0,99999 o efectivamente a uno donde V = Vs = 120.

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