Cómo calcular el voltaje en el circuito RC
circuitos RC se conocen normalmente con el RC circuitos de carga. El circuito consta de una resistencia, o R, en serie con un condensador, o C. El resultado es un circuito en el que, una vez que se aplica una tensión de alimentación, la tensión a través del condensador aumentará lentamente hasta el valor de la fuente de alimentación. La velocidad en la que se alcanza el valor de la tensión de alimentación se basa en la constante de tiempo RC.
Encontrar el voltaje de la fuente, o "Vs", para el circuito. Consulte los diagramas de circuito o especificaciones. Como un ejemplo, supongamos que Vs es de 120 voltios.
Determinar la constante de tiempo RC, o T, mediante la fórmula: T = R x C, donde la R significa resistencia y C significa condensador. Consulte el diagrama de circuito o especificación para obtener el valor de R y C para el circuito RC. Por ejemplo, si R es de 30 ohmios y C es de 15 microfaradios, T es de 450 microsegundos: (30) (15)
Calcular la tensión en el circuito RC usando la fórmula: V = Vs x (1-e ^ -t / T) donde t es el tiempo desde que la tensión de alimentación, Vs, se aplica al circuito. V cambiará con el tiempo hasta que el circuito alcanza el estado de equilibrio o hasta que el condensador está completamente cargado y V = Vs. Tenga en cuenta los cálculos de ejemplo siguientes usando Vs a 120 voltios y T a 450 microsegundos:
En t = 0 microsegundo
e ^ -t / T = e ^ -0 / 450 = e ^ 0 = 1
Video: Circuito RLC serie
V = Vs x (1-e ^ -t / T) = 120 x (1-1) = 120 x 0 = 0
En t = 1 microsegundo
Video: Carga de un condensador
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
Video: Circuito RC serie
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 = 1,000 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 se puede ver, cuando t aumenta, las tendencias de V hacia el estado estacionario, donde V = vs. De hecho, como t aumenta, e ^ -t / T se volverá más pequeña y más pequeña y 1-e ^ -t / T alcanzará 0,99999 o efectivamente 1 donde V = Vs = 120.