Aula Virtual Análisis de Circuitos A.C. –Facultad Tecnológica – Universidad Distrital “Francisco José de Caldas.” Trabajo de Grado Tecnología en Electricidad. Guarnizo, Romero, Pérez. Marzo 2013 http://comunidad.udistrital.edu.co/gispud/inicio-2/ 1. RESPUESTA CIRCUITO EN ESTADO TRANSITORIO (DOMINIO DEL TIEMPO) DEL 1.2 El Condensador Ideal – PREGUNTAS CONCEPTUALES 1. Suponiendo una valor predeterminado de carga para un condensador de placas paralelas, figura de abajo, ¿qué parte del diseño modificaría para almacenar más carga? Rta: modificaría el área de las placas porque es ahí donde se estaciona la carga. 2. El condensador es un elemento a) Activo porque no almacena energía b) Activo porque almacena energía c) Pasivo porque no almacena energía d) Pasivo porque almacena energía Rta: d) porque almacena y no consume energía. 3. El condensador se opone a los cambios de voltaje debido a que a) almacena la carga en el área de las placas b) hay un material dieléctrico entre las placas c) el campo eléctrico entre las placas aumenta d) todas las opciones anteriores Rta: d) Todas. El diseño de construcción junto con las características de los materiales producen el efecto. Grupo de Investigación en Sistemas de Potencia Análisis de Circuitos AC 000 Tecnología en Electricidad –Facultad Tecnología–UDFJC 5 Aula Virtual Análisis de Circuitos A.C. –Facultad Tecnológica – Universidad Distrital “Francisco José de Caldas.” Trabajo de Grado Tecnología en Electricidad. Guarnizo, Romero, Pérez. Marzo 2013 http://comunidad.udistrital.edu.co/gispud/inicio-2/ – ANÁLISIS SINUSOIDAL 1. La siguiente figura muestra una fuente conectada a un condensador, en el cual la corriente del circuito a) Es cero ya que el condensador tiene la carga plena b) Va de la fuente y la devuelve el condensador con la energía ya almacenada c) Es cero porque el condensador iguala el voltaje de la fuente d) Se desfasa positivamente 90° con respecto al voltaje del condensador Rta: b) Cuando el condensador iguala el voltaje de la fuente se descarga. 2. Si del punto anterior el condensador se desconecta de la fuente, la carga en el condensador a) Se descarga en las parte internas del condensador b) Se conserva en el campo eléctrico c) Se transforma en otro tipo de energía d) Se conserva en las placas del condensador Rta: b) Debido a que la carga positiva y negativa se estaciona en cada una de las placas, el circuito no se cierra para realizar la descarga. 3. Si el condensador del punto anterior conecta a una resistencia, el condensador se comportaría como: a) una fuente de tensión b) una fuente de corriente c) una fuente de corriente desfasa positivamente 90° d) una fuente de tensión desfasa positivamente 90° Rta: c) Dado que el condensador se opone a los cambios de tensión, Cdv/dt, la corriente es demora por el proceso de oposición. Grupo de Investigación en Sistemas de Potencia Análisis de Circuitos AC 000 Tecnología en Electricidad –Facultad Tecnología–UDFJC 6 Aula Virtual Análisis de Circuitos A.C. –Facultad Tecnológica – Universidad Distrital “Francisco José de Caldas.” Trabajo de Grado Tecnología en Electricidad. Guarnizo, Romero, Pérez. Marzo 2013 http://comunidad.udistrital.edu.co/gispud/inicio-2/ – CONEXIÓN SERIE Y PARALELO 1. La figura inferior muestra la conexión mixta de condensadores en serie y paralelo, determine su equivalente. Solución I. Observando los nodos a-b-c, los tres elementos comparten los mismo terminales, luego están en paralelo, el equivalente es igual a: 3 𝐶𝑒𝑞𝑢𝑖 = 𝑖=1 𝐶𝑖 = 𝐶 + 𝐶 + 𝐶 = 3𝐶 II. Para los nodos d-e-f la situación es la misma del punto anterior. 3 𝐶𝑒𝑞𝑢𝑖 = 𝑖=1 𝐶𝑖 = 𝐶 + 𝐶 + 𝐶 = 3𝐶 III. La reducción condujo a una conexión en paralelo de tres elementos. 3 𝐶𝑒𝑞𝑢𝑖 = 𝑖=1 𝐶𝑖 = 3𝐶 + 3𝐶 + 𝐶 = 7𝐶 IV. Finalmente, el circuito se reduce a un condensador equivalente. 𝐶𝑒𝑞𝑢𝑖 = 7𝐶 Grupo de Investigación en Sistemas de Potencia Análisis de Circuitos AC 000 Tecnología en Electricidad –Facultad Tecnología–UDFJC 7 Aula Virtual Análisis de Circuitos A.C. –Facultad Tecnológica – Universidad Distrital “Francisco José de Caldas.” Trabajo de Grado Tecnología en Electricidad. Guarnizo, Romero, Pérez. Marzo 2013 http://comunidad.udistrital.edu.co/gispud/inicio-2/ 2. Utilizando la figura anterior, encuentre la capacitancia equivalente retirando el condensador en los puntos c-f, remplazándolo por los terminales de la fuente, positivo y negativo. Solución I. Los nodos a-b-c son compartidos, los elementos están en paralelo, el equivalente es igual a: 3 𝐶𝑒𝑞𝑢𝑖 = 𝑖=1 𝐶𝑖 = 𝐶 + 𝐶 + 𝐶 = 3𝐶 II. Para los nodos d-e-f la situación es la misma del punto anterior. 3 𝐶𝑒𝑞𝑢𝑖 = 𝑖=1 𝐶𝑖 = 𝐶 + 𝐶 + 𝐶 = 3𝐶 III. La reducción condujo a una conexión en serie de tres elementos que están en paralelo con un condensador. 1 𝐶𝑒𝑞𝑢𝑖 3 = 𝑖=1 1 1 1 1 5 = + + = 𝐶𝑖 3𝐶 3𝐶 𝐶 3𝐶 2 𝐶𝑒𝑞𝑢𝑖 = 𝑖=1 𝐶𝑖 = 𝐶𝑒𝑞𝑢𝑖 = 3𝐶 5 3𝐶 8𝐶 +𝐶 = 5 5 IV. Finalmente, el circuito se reduce a un condensador equivalente. 𝐶𝑒𝑞𝑢𝑖 = 8𝐶 5 Grupo de Investigación en Sistemas de Potencia Análisis de Circuitos AC 000 Tecnología en Electricidad –Facultad Tecnología–UDFJC 8