Carga Del Capacitor

7/21/2019 Carga Del Capacitor

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Carga del Capacitor: Cuando se conecta un capacitor descargado a dos puntos

que se encuentran a potenciales distintos, el capacitor no se carga

instantáneamente sino que adquiere cierta carga por unidad de tiempo, que

depende de su capacidad y de la resistencia del circuito. La Figura 1 (pág. 1)

representa un capacitor y una resistencia conectados en serie a dos puntos entre

los cuales se mantiene una diferencia de potencial. Si q es la carga delcondensador en cierto instante posterior al cierre del interruptor e i es la intensidad

de la corriente en el circuito en el mismo instante, se tiene:

Donde f es el !alor final "acia el cual tiende asint#ticamente la carga del

capacitor, $% es la corriente inicial y e & ',1 es la *ase de los logaritmos

naturales. +n la Figura ' (pág.) se representa la gráfica de am*as ecuaciones, en

donde se o*ser!a que la carga inicial del capacitor es cero y que la corrientetiende asint#ticamente a cero. -l ca*o de un tiempo igual a C, la corriente en el

circuito "a disminuido a 1/e 0≅ %,23 de su !alor inicial. +n este momento la carga

del capacitor "a alcan4ado una fracci#n (1 5 1/e) 0≅ %,2'3 de su !alor final. +l

producto C es, en consecuencia, una medida de la !elocidad de carga del

capacitor y por ello se llama constante de tiempo. Cuando C es peque6a, el

capacitor se carga rápidamente7 cuando es más grande, el proceso de carga toma

más tiempo.

*) Descarga del capacitor: Supongamos a"ora, en la Figura 1, que el capacitor ya

"a adquirido una carga % y que además "emos quitado la fuente del circuito y

unido los puntos a*iertos. Si a"ora cerramos el interruptor, tendremos que:

+n la Figura (pág. 8) se representan las gráficas de estas e9presiones.

*ser!amos que la corriente inicial es $% y la carga inicial %7 además, tanto i

como q tienden asint#ticamente a cero. La corriente es a"ora negati!a porque



tiene, o*!iamente, un sentido opuesto al de carga.

;n diodo semiconductor de estado s#lido consta de dos partes, formadas por

cristales de silicio (Si) de diferente polaridad. ;n cristal de silicio en estado puro

constituye un elemento qu<mico tetra!alente por estar compuesto por átomos de

!alencia =, pero para o*tener dos cristales semiconductores de polaridad

diferente es necesario >doparlos? durante el proceso de producci#n del diodo,

a6adi@ndole a la estructura molecular de cada uno de esos cristales ciertacantidad de impure4as pertenecientes a átomos de otros elementos qu<micos

(tam*i@n semiconductores), pero de !alencias diferentes para cada una de las

partes que formarán el diodo, con sus correspondientes polaridades.

Aara fa*ricar un diodo, primeramente uno de los cristales de silicio se dopa

a6adi@ndole, como impure4a, un elemento qu<mico de !alencia = (tri!alente)

como el galio (Ba), por eemplo. -l final del proceso se o*tiene un

semiconductor “tipo-p”, con polaridad positi!a (P), que presentará defecto o falta

de electrones en la ltima #r*ita de los átomos de galio a6adidos como impure4as.

+n esas #r*itas se formarán >"uecos? en aquellos lugares que de*<an estar

ocupados por los electrones faltantes.

- continuaci#n, el otro cristal de silicio, que inicialmente es igual al empleado en el

proceso anterior, se dopa tam*i@n durante el proceso de fa*ricaci#n del diodo,

pero a6adi@ndole esta !e4 impure4as pertenecientes a átomos de otro elemento

qu<mico tam*i@n semiconductor, pero de !alencia =8 (penta!alente) como, por

eemplo, antimonio (S*). ;na !e4 finali4ado este otro proceso de dopado se

http://www.asifunciona.com/fisica/ke_diodo/ke_diodo_1.htm




o*tiene un semiconductor “tipo-n”, con polaridad negati!a (N), caracteri4ado por

presentar e9ceso de electrones li*res en la ltima #r*ita de los átomos de

antimonio a6adidos como impure4as.

Diodo polarizado directamente

Los diodos semiconductores, al igual que ocurr<a con las antiguas !ál!ulas

termoi#nicas, actan de forma similar al funcionamiento de una !ál!ula "idráulica

del tipo antirretorno.

Cuando se instala una !ál!ula antirretorno en un circuito "idráulico, el fluido s#lo

puede circular en un sentido, porque se *loquea en sentido in!erso, ya que en ese

caso su mecanismo interno se cierra automáticamente. De forma similar, para que

la corriente el@ctrica pueda fluir a tra!@s de un diodo, es necesario polari4arlo

>directamente?. Aara ello el polo negati!o (5) de la *ater<a o fuente de fuer4a

electromotri4 se conecta al cátodo >E? o parte negati!a () del diodo, mientras queel polo positi!o (=) de la propia *ater<a se conecta al ánodo >-? o parte positi!a (A)

del propio diodo.

Cuando polari4amos un diodo de forma directa, el polo positi!o de la *ater<a

rec"a4a los "uecos o agueros contenidos en la regi#n GAG (ánodo del diodo), y los

o*liga a dirigirse al empalme GpHnG. +n esas condiciones, la >4ona de deple9i#n? se

reduce por completo, por lo que los electrones en e9ceso en el material negati!o o

cátodo adquieren la suficiente energ<a como para poder atra!esar la *arrera de

potencial e9istente en el empalme GpHnG.

De esa forma los electrones penetran en la regi#n GAG de la parte positi!a del

diodo para com*inarse a"< con los "uecos o agueros. -l mismo tiempo la

atracci#n que eerce el polo positi!o de la *ater<a so*re los electrones (negati!os)

pro!oca que estos salten o se desplacen de "ueco en "ueco a tra!@s de esa mitad

del diodo y recorran toda la regi#n semiconductora GAG. -s<, los electrones que

cede la *ater<a o fuente de energ<a el@ctrica a partir de su polo negati!o (5),

retornan a su polo positi!o (=) despu@s de atra!esar el diodo. De esa manera se

resta*lece el equili*rio electr#nico interno de la propia *ater<a, el cual se !e

continuamente alterado durante todo el tiempo que se encuentre conectada al

circuito cediendo electrones a la regi#n >? del diodo.






Galvanómetro

;n gal!an#metro es un aparato que se emplea para indicar el paso de peque6ascorrientes el@ctricas por un circuito y para la medida precisa de su intensidad. Sufuncionamiento se *asa en fen#menos [email protected] des!iaci#n de las aguas de una *rula magn@tica mediante la corriente en unalam*re fue descrita por primera !e4 por Ians ersted en 1'%. Los primeros

gal!an#metros fueron descritos por Jo"ann Sc"Keigger en la ;ni!ersidad de Ialleel 12 de septiem*re de ese a6o.riginalmente, los gal!an#metros se *asaron en el campo magn@tico terrestrepara proporcionar la fuer4a para resta*lecer la agua de la *rula7 estos sedenominaron gal!an#metros GtangentesG y de*<an ser orientados, segn el campomagn@tico terrestre, antes de su uso. ás tarde, los instrumentos del tipoGestáticoG usaron imanes en oposici#n, lo que los "i4o independientes del campomagn@tico de la Mierra y pod<an funcionar en cualquier orientaci#n.+l gal!an#metro consta de una agua indicadora, unida mediante un resorteespiral, al ee de rotaci#n de una *o*ina rectangular plana, que está suspendidaentre los polos opuestos de un imán permanente. +n el interior de la *o*ina se

coloca un ncleo de "ierro dulce, con el fin de concentrar en ella las l<neas deinducci#n magn@tica. -l estar la *o*ina sumergida en el interior de un campomagn@tico uniforme, creado por el imán fio, cuando circula corriente por ella, seproduce un par de fuer4as so*re la *o*ina que "ace que rote, arrastrando consigoa la agua unida a su ee. La agua se mue!e e indica en una escala, la intensidad de corriente queatra!iesa la *o*ina. +l resorte espiral permite que la agua !uel!a a su posici#noriginal, una !e4 que se interrumpe el paso de la corriente Segn el mecanismointerno, los gal!an#metros pueden ser de imán móvil o de cuadro móvil: +n un gal!an#metro de imán móvil la agua indicadora está asociada a un imánque se encuentra situado en el interior de una *o*ina por la que circula la corriente

que tratamos de medir y que crea un campo magn@tico que, dependiendo delsentido de la misma, produce una atracci#n o repulsi#n del imán proporcional a laintensidad de dic"a corriente.+n el gal!an#metro de cuadro móvil # bobina móvil , el efecto es similar, difiriendonicamente en que en este caso la agua indicadora está asociada a una peque6a*o*ina, por la que circula la corriente a medir y que se encuentra en el seno delcampo magn@tico producido por un imán fio.



Se le llama fuente de poder o de alimentación (AS; en ingl@s) al dispositi!o quese encarga de transformar la corriente alterna de la l<nea el@ctrica comercialque se reci*e en los domicilios (''% !olts en la -rgentina) en corriente continua odirecta7 que es la que utili4an los dispositi!os electr#nicos tales como tele!isores y

computadoras, suministrando los diferentes !oltaes requeridos por loscomponentes, incluyendo usualmente protección frente a e!entualesincon!enientes en el suministro el@ctrico, como la sobretensión.Las fuentes de poder pueden ser lineales o conmutativas. Las fuentes linealessiguen el esquema de transformador (reductor de tensi#n), rectificador (con!ersi#nde !oltae alterno a onda completa), filtro (con!ersi#n de onda completa acontinua) y regulaci#n (mantenimiento del !oltae de salida ante !ariaciones en lacarga). Las fuentes conmutati!as, en cam*io, con!ierten la energ<a el@ctrica pormedio de conmutaci#n de alta frecuencia so*re transistores de potencia. Lasfuentes lineales son t<picamente de regulaci#n ineficiente, comparadas confuentes conmutati!as de similar potencia. +stas ltimas son las más utili4adas

cuando se requiere un dise6o compacto y de *ao costo.Los pasos esenciales que cumple la fuente son cuatro:Transformación. -ll< se consigue reducir la tensi#n de entrada a la fuente (''% !o 1'8 !), que son las que suministra la red el@ctrica. -ll< participa un transformador en *o*ina. La salida de este proceso generará de 8 a 1' !oltios.ectificación. Miene el o*eti!o de asegurar que no se produ4can oscilaciones de!oltae en el tiempo. Se intenta con esta fase pasar de corriente alterna a corrientecontinua a tra!@s de un componente que se llama puente rectificador o de Braet4.+sto permite que el !oltae no *ae de % !oltios, y siempre se mantenga porencima de esta cifra.!iltrado. +n esta fase se aplana al má9imo la se6al, eso se consigue con uno o

!arios condensadores, que retienen la corriente y la dean pasar lentamente, conlo que se logra el efecto deseado."stabilización. Cuando se dispone ya de la se6al continua y casi del todo plana,solo resta esta*ili4arla por completo.Las fuentes de poder que alimentan a las computadoras personales seencuentran en el interior del ga*inete y por lo general son de tipo -M o -MN

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