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27/05/2012 #1

Avatar de CarlGauss

Duda sobre Potencia y Condensador
Bueno mi duda en realidad esta en si entiendo bien el tema de potencia, planteare como lo entiendo yo aver si estoy en lo correcto:

Toda resistencia, ya sea un dispositivo o lo que fuere, consume una X potencia, por lo tanto consume Voltaje y Corriente(Amperes). Es por eso que al descargar un condensador, se pierde Intensidad y Voltaje, así:



Tomando el caso del condensador - Podríamos decir que si la Potencia de la resistencia es de 8Watts que nos pide 2Amperes(Osea una resistencia de 2Ω), a través del cálculo P = V * I - Obtenemos que necesita 4Volts ? O que consume 4 Volts por segundo? En esa parte me trabo

Es más los calculos están bien porque se verifican P = V² / R => 8W/2Ω = V² => 16V = V² => V = 4V

Lo que no entiendo es que significan esos 4V




Otra última cosa es en la Carga del Condesador: No entiendo porque la Intensidad va disminuyendo y el Voltaje aumentando - Y la velocidad con la cual lo hacen va disminuyendo también -. Me podrían explicar bien eso la verdad es que entiendo bien el proceso pero no porque .

Dejo el gráfico:




Muchas gracias la verdad, Jeje para esto hay que tener mucha paciencia, sobre todo con los que no saben todavía
27/05/2012 #2


Bueno bueno, lo primero que he de decirte es que la tensión no se consume, lo que se consume es la corriente. ahora vamos al primer caso. La resistencia no consume 8 vatios, eso es lo máximo que puede consumir, para cada tensión consumirá una corriente, y por tanto una potencia. Si tu una resistencia de 8vatios, y 2 ohmios la alimentas con 4 voltios P=V^2/R = 8 vatios, pero tambien es cierto que si V = 2, P 2^2/2 = 4 vatios, con la misma resistencia. No hay que olvidar que la potencia es un producto entre la corriente y la tensión.
En cuanto al segundo caso, la carga del condensador obedece a una ecuación exponencial, para hacerlo muy simple, un condensador es un almacen, en el que la cantidad almacenada es la tensión, y la velocidad con que lo llenamos es la corriente, cuando el almacen está vacio (su tension = 0), lo llenamos de forma muy rapida, pues todavia queda mucho espacio (corriente elevada), conforme se a llenando, nos cuesta mas meter mas cosas y la velocidad con que lo vamos llenando es menor, pero el almacen cada vez esta mas lleno (corriente baja y la tensión va subiendo), llegamos a un momento en que ya lo hemos metido todo, y ya no metemos mas, la tensión se estabiliza y la corriente se hace cero
respecto a lo primero insisto, la potencia que consume algo depende de la corriente, y esta de la resistencia. espero haberte aclarado algo.
Un saludo
27/05/2012 #3

Avatar de CarlGauss

Pablet dijo: Ver Mensaje
Espero haberte aclarado algo.
Un saludo
Me aclaraste un monton, más con tu almacen Jeje .

Por lo que vi, la corriente que consume una Resistencia es siempre la misma, lo que varía es la Potencia, según el Voltaje. En tu caso, la resistencia siempre consume 2Amper -.


Ahora mi pregunta es la siguiente, cuando nosotros descargamos un condensador(No digo una pila porque no es el caso Ideal, ya que usa una reaccion química) con una resistencia, esta lo que haces es consumir Corriente(Por eso va bajando la Intensidad) y como esto genera un desgaste en el Campo Electrico del Condensador, la Tensión también decrece ?

Lo mismo pasaría con la Reaccion Química de la Pila ?



Muchisimas Gracias
28/05/2012 #4


Por lo que vi, la corriente que consume una Resistencia es siempre la misma, lo que varía es la Potencia, según el Voltaje. En tu caso, la resistencia siempre consume 2Amper -.
La corriente que consume no es siempre la misma, igual que existe una relación entre P, V y R, existe otra entre V, R e I, la ley de ohm, y todas han de cumplirse, de hecho el consumo de potencia es una consecuencia del consumo de corriente, no hay que olvidar lo que te dije de que la potencia es la tensión por la corriente. Esa misma resistencia de 2 ohmios, si la alimentamos con 10 voltios, la corriente que consume son 5 amperios, y la potencia en este caso es 5 * 10 = 50 vatios. en resumen, hay dos relaciones que se cumplen SIEMPRE, I = V / R, y P = U * I, y con estas salen casi todas las ecuaciones de la electronica y electricidad.
La reacción química de la pila tiene una respuesta exponencial también, pero sus razones no son las mismas, pero bueno, en el fondo una pila no es mas que un condensador muy grande.
28/05/2012 #5

Avatar de chclau

Pablet, explicaste muy bien varias cosas, pero con lo siguiente no estoy de acuerdo:

La relacion P=V*I se cumple siempre, la relacion I=V/R no se cumple siempre, se cumple solamente en una resistencia.

La reaccion quimica de la pila es muy distinta de un condensador, un condensador puede entregar unicamente la carga que se le almaceno previamente, una pila "crea" carga a traves de reacciones quimicas. Incluso en las pilas recargables, la respuesta de tension vs. corriente suele ser muy diferente de la respuesta de un capacitor. Por ejemplo, muchas pilas tienen una region de carga a tension constante, en la que se va disminuyendo en forma progresiva la corriente pero la tension en la pila se mantiene constante. Un capacitor jamas podra mantener una tension constante si se le esta entregando corriente, su tension seguira subiendo indefinidamente (mientras su aislacion lo permita).
28/05/2012 #6


La relacion P=V*I se cumple siempre, la relacion I=V/R no se cumple siempre, se cumple solamente en una resistencia.
la ley de ohm se cumple siempre, tengas una resistencia, o una bobina, y estés en corriente continua o alterna, la que no se cumple en alterna y para cargas que no sean una resistencia es la P, a la que habria que añadir el coseno del angulo de desfase entre la corriente y la tensión, pero I = V / R, o más genérico, I = V / Z se cumple siempre.
En lo de la pila, he de decirte que la energia ni se crea ni se destruye, solo se transfoma, la energia está ya almacenada en forma química, al igual que un condensador la almacena en forma de cargas, de todas formas es cierto que no tienen nada que ver un proceso y otro.

Un saludo
28/05/2012 #7

Avatar de chclau

No es asi

La ley de Ohm se cumple solamente para resistencias. En un semiconductor, por ejemplo, en un diodo, NO se cumple la ley de Ohm. La ley de Ohm generalizada se cumple en continua y en alterna, pero solamente para elementos lineales como bobinas, resistencias y capacitores. No se cumple para semiconductores. No se cumple en una lamparita electrica, en la que la resistencia es funcion de la tension aplicada.

Y en la pila, yo no dije que se cree energia sino que se crea carga, a traves de una transformacion de energia... pero se crea carga. En un condensador no se crea jamas carga, el condensador almacena cargas y las devuelve, no las crea. La pila transforma la energia quimica en cargas electricas, es un proceso completamente diferente. Y la relacion tension corriente en una pila es completamente distinta de un capacitor.

Saludos
28/05/2012 #8

Avatar de Scooter

La ley de Ohm se cumple siempre, absolutamente siempre. Lo que ocurre es que hay elementos cuya resistencia no es lineal o constante o conocida.
28/05/2012 #9

Avatar de chclau

No estoy de acuerdo. Por definicion, la ley de Ohm es una relacion lineal. Decir que R es una funcion de no se sabe que, no es una definicion.

Peor aun, hay elementos como el SCR en los que, por su caracteristica de disparo, la relacion V-I NI SIQUIERA ES UNA FUNCION. Por definicion, en una funcion, a cada "x" le corresponde uno y solo un "y". Para un SCR y una determinada tension, hay dos corrientes, dependiendo si ha sido disparado o no.
28/05/2012 #10

Avatar de CarlGauss

Bueno gracias a todos por responderme, me han aclarado mucho, una resistencia varía la corriente que consume, según el Voltaje que se le imponga y además también varía su Potencia, teniendo una máxima.

Les contaré ahora una experiencia que realizé hoy, que me llevo a una última duda(Por fin ) acerca de los condensadores:




Aprovechando hoy el día libre en la clase de electricidad, me puse a experimentar con capacitores.


Tenía uno de (C1)22µF y otro de (C2)220µF - Por lo tanto, los tiempos de C2 debían ser 10 veces mayores que C1 -. Manteniendo la misma Resistencia y Voltaje.

Solo experimente con la descarga de los mismos, ya que no poseía tantos materiales ni instrumentos.

Los cargaba con un transformador medio roto que tiraba voltajes entre 4 - 9.5 Volt; así que bueno, tome Vmax = 9.47V, eso fue lo que más llego a tirarme según lo que medi.

Haciendo calculos me dieron los Culombios que iba a almacenar C1(qC1) y C2(qC2) -. Depaso, calcule la resistencia que necesitaría para que no me consuma todos estos en poco tiempo, sino que se pueda notar bien la disminución de Voltaje e Intensidad (I = V / R):

qC1 = 0.0002083q
qC2 = 0.002084q <=Efectivamente, 10 veces mayor -.

R1 = 47.000Ω Aprox. <=Coloque un poco más, alrededor de 55kΩ
R2 = 4,500Ω Aprox. <=Utilice la resistencia R1, para comprobar los tiempos.


Efectivamente, TdC1 = 28s .-. TdC2 = 268s -.
Si bien lo correcto sería 280, hubo errores de medición en el tiempo mios. Así que di por comprobada toda la teoría, que alfin y al cabo es lo que quería hacer.



A todo esto me surgió una duda:
Hablando de C1: El circuito me consumía 0.0001932Amper, esto indicaba que en 1 segundo te consumía 0.0001932Culombios; osea que en menos de 2 segundos consumía lo que teorícamente cargaba el Condensador.
Sin embargo este tardo 28 segundos en descargarse(O más), alguien me podría explicar porque ocurrio esto?


Muchas Gracias a todos ustedes por contestarme .
28/05/2012 #11


chclau, estas mezclando cosas, segun tu razonamiento, un circuito que tenga un interruptor tampoco cumple la ley de ohm porque deoende de si has pulsado o no el interruptor? la ley de ohm se cumple siempre, en un scr, en un mosfet, en todo, de hecho, en los mosfet, que tambien son semiconductores, la caida de tensión que hay e ellos depende de la resistencia interna RDSon. Estoy con scooter en que aunque sea una relacion lineal, los elementos pueden no ser lineales, caso d eun circuito de alterna, en el que se cumple la ley de ohm, pero ni la corriente ni la tensión son lineales.
En cuanto a tu duda, esos 0.0001932 amperios como los mediste? o son calculados?, si son calculados, en que momento? cuando el condensador está cargado? a mitad? no puedes decir que un circuito RC consume una corriente si no dices el tiempo, recuerda que conforme el condensador se va descargando, su tensión va disminuyendo, por tanto la corriente tambien lo hace.

Un saludo
28/05/2012 #12

Avatar de CarlGauss

Si, los 0.0001932 Amperios son para el instante cuando el Condensador empieza a descargar, 9.47 según mi Tensión, no tuve en cuenta que la Tensión disminuye y también la corriente no consume esa Intensidad todo el tiempo sino que va disminuyendo, es por eso que no se consume en 2 segundos -.

Disculpa la duda se me paso por alto eso, debo estar más atento, habrá alguna forma de calcular en cuanto tiempo se descarga?


Esta si es mi última duda: Viendo video-tutoriales en uno mencionaba que los condensadores, al usarse para filtrados, cuanto más capacidad mejor filtrara la corriente. Pero no es cierto también a más capacidad más tarda en cargar? Es decir que tampoco podemos usar uno de mucha capacidad, hay que buscar uno que su tiempo de carga no dure más que el ciclo de la señal o, digamos, el tiempo entre que sube la corriente y baja de nuevo?

Aunque al no tener Resistencia(O ser tan baja) carga muy rápido, y descarga en la bajada de señal, en ese caso si agregáramos una resistencia en serie al Condensador dañaríamos el filtrado.
28/05/2012 #13


el tiempo de carga y descarga de los condensadores se puede saber de una forma aproximada obteniendo la constante de tiempo del circuito, esto es R*C, este valor se llama tau, y para una exponencial (creciente o decreciente), se considera que en 3*tau se ha descargado el 95%, con lo que, para tu circuito, utilizando el condensador de 22uF, y la resistencia de 55000, el tiempo de descarga al 95% teorico es de 3.63 segundos, en una simulación que acabo de hacer, alimentando a 3 voltios, y con la misma resistencia y condensador llega al 95% de 3 voltios (2.85) en 3.75 segundos, como ves no es exacto pero no se va mucho, te servirá para hacer aproximaciones.
en cuanto al filtro, es cierto que cuanto mayor es el condensador, mas tiempo tarda en cargarse, pero una vez cargado, evita oscilaciones. Al no tener resistencia, (mentira, siempre hay algo aunque sea muy bajo), tienes razón en que el condensador se carga antes, por lo que filtrará solo picos muy rápidos, que son los que en un circuito alimentando un microcontrolador, hacen que se reseteen. Para saber la frecuencia que empieza a filtrar la red RC, la operacion que tines que hacer es 1/(RC), es decir, para el caso anterior de 22uF, y 55000, filtramos frecuencias por encima de 0.8 Hz.
Te recomiendo que te descarues algun programa de simulación para evitar hacer los montajes cada vez que quieras probar algo, y asi lo puedas simular que es mucho más rapido.
Un saludo
28/05/2012 #14

Avatar de CarlGauss

Muchisimas gracias por tu respuesta, me sirvió muchisimo, pense que esa ecuación de Tau solo servía para la carga, sin embargo la descarga a mi me tardo 28 segundos, y a ti te da 3.75 Segundos, o la carga y descarga tienen tiempos diferentes?

Aparte de todo eso, tienes algun programa que me recomiendes? Use el Crocodile Clips pero se me hace como que es medio limitado, nose si el LimeWire será bueno -.


Muchas Gracias
28/05/2012 #15


la carga y descarga tardan lo mismo. Hasta que tensión llegaste a medir? hasta 0 exactos?, como de exactos? 0.00, 0.000, ... en teoria, la descara completa se produce en t = infinito. en 3 tau llegamos al 95%, en tu caso, en 3 tau llegas a 0.05*9.47, llegas a 0.47 voltios. en 5 tau llegamos a 99%, en tu caso, 0.09 voltios, a partir de ahi la descarga se produce muuuuy lenta, como he dicho, llegamos a cero absoluto cuando t = infinito. Si te acuerdas, verias que la tensión al principio bajaria muy rapido y luego se quedaria mucho tiempo en tensiones bajas.
Tambien has de tener en cuenta que una resistencia de 55000 es muy grande, y al medir la tensión, poniendo los bornes del voltimetro en paralelo a esta resistencia, estas colocando la resistencia del voltimetro en paralelo a esta, que la verdad supongo que será más baja que 55000 con lo que la R equivalente será mas baja, aunque esto deberia hacer que a tu tiempo fuera mayor... de todas formas dime, hasta que tensión llegaste a medir? en cuat al programa, ahora pruebo un programa que vi hace tiempo y si todavia lo encuentro te digo cual es. Utilizas windows 7 o xp?

Un saludo
28/05/2012 #16

Avatar de CarlGauss

Hola Pablet te comunico que tengo Windows 7 -.

Y con respecto al Condensador, primero te recuerdo, como había aclarado antes, que lo cargue directo con 9.47V, y luego lo descargue con las resistencias, nose si esto afecta en algo.

Bueno en la descarga llegue hasta que el Voltaje me daba 0.4(Menos de 1V seguro), porque ya el otro multímetro(Sí, estaba usando dos ) me marcaba 0 - 0.01 mA y bueno solo era una comprobación sin mucha precisión, pero sin embargo ya para ese tiempo era 28Segundos - A menos que haya calculado mal la Resistencia . . .


Aca te digo todos los cálculos que hice, aver en que me confundo(Tomando C1 = 22µF):
C Capacidad - V Voltaje - I Intensidad - R Resistencia - q Carga(Culombios)
V0 = 9.47
R = 55kΩ

Sacar carga del capacitor(Completamente cargado) => C = q / V =>Entonces=> q = C / V
Para cuando termine la carga, igualaría la Tensión de Fuente(V0) =>q = 22 x(10^-6) * 9.47
Entonces cuando el capacitor termine de cargar almacenaría 0.0002083 Culombios.

Bueno para averiguar la Resistencia que necesitaba, para que no se me consumiera todo en poco tiempo hice:

A = q/s => Osea que con un Amperaje de 0.0002083 A, consumía todo en un segundo, necesitaba un Amperaje menor -.

I = V/R => R = V/I => 9.47 V / 0.0002083 A = R => 45463Ω = 45,46kΩ (Creo que aca fue donde me confundí, aplique mal esta fórmula )

Teoricamente con esa resistencia me consumiría ese mismo Amperaje y por lo tanto el Condensador en 1 segundo, así que le puse 10kΩ más.

Sacando el Tiempo de descarga con 55kΩ: Tdc = 5 * RC = 5 * 55000 * 22 * 10^(-6) = 6050000 * 10^(-6) = 6.05 Segundos (Cualquier cosa - Creo que me confundi ahi arriba con la Intensidad )



Muchas Gracias por tu tiempo y esfuerzo
28/05/2012 #17

Avatar de chclau

Pablet dijo: Ver Mensaje
chclau, estas mezclando cosas, segun tu razonamiento, un circuito que tenga un interruptor tampoco cumple la ley de ohm porque deoende de si has pulsado o no el interruptor? la ley de ohm se cumple siempre, en un scr, en un mosfet, en todo, de hecho, en los mosfet, que tambien son semiconductores, la caida de tensión que hay e ellos depende de la resistencia interna RDSon. Estoy con scooter en que aunque sea una relacion lineal, los elementos pueden no ser lineales, caso d eun circuito de alterna, en el que se cumple la ley de ohm, pero ni la corriente ni la tensión son lineales.
En cuanto a tu duda, esos 0.0001932 amperios como los mediste? o son calculados?, si son calculados, en que momento? cuando el condensador está cargado? a mitad? no puedes decir que un circuito RC consume una corriente si no dices el tiempo, recuerda que conforme el condensador se va descargando, su tensión va disminuyendo, por tanto la corriente tambien lo hace.

Un saludo
La ley de Ohm es una relacion lineal entre tension y corriente para un conductor metalico a temperatura constante. Un interruptor NO cumple la ley de Ohm. El uso de la ley de Ohm en alterna es una generalizacion util pero valida solo para elementos lineales, se generaliza la ley de Ohm usando la impedancia que relaciona en forma lineal, tension eficaz con corriente eficaz, que son dos numeros (que nos permiten abstraernos que detras de todo eso hay funciones senoidales). En un MOSFET saturado NO existe rds on, solamente en su zona lineal (tambien llamada zona OHMICA, si existe una zona Ohmica es porque hay otras que NO lo son, no es asi?).Y ya que segun vos un SCR cumple la ley de Ohm, cual es su valor de resistencia? Fijate la definicion de la ley de Ohm en un libro de fisica...

Saludos
29/05/2012 #18


chclau, estarias seguro al afirmar que la resistencia del aire es completamente infinita? sabes que no, entonces yo te digo que un iinterruptor si que cumple la ley de ohm, solo que su resistencia depende de si está pulsado o no. En cuanto a lo del mosfet, su RDSon cuando está saturado no es 0, ni se le parece, de ser así un mosfet en conducción no disiparia potencia, y por tanto no se calentaria, cosa que no ocurre. en cuanto a los scr pasa exactamente lo mismo, cuuando no esta disparado, la resistencia que tiene es muy grande (las cargas estan ordenadas de forma que hacen del semiconductor un aislante), aun así siempre existe una pequeña corriente de fuga, lo cual nos indica que su resistencia es muy grande, y cuando está conduciendo, tiene una caida de tensión pequeña en sus bordes, lo cual nos dice que tiene una resistencia pequeña. Para mí los semiconductores si que cmplen la lay de ohm, solo que su resistencia no es lineal.
tfmtoto, hay un programa que se llama solveelec que está bastante bien porque te saca tanto graficas como ecuaciones de un circuito dado, pero en windows 7 no funciona muy fino. te recomiendo que te descarges pspice student, es gratuito y funciona muy bien, pero deberas aprender a utilizarlo, ya que tiene muchas teclas. Otra opción (de pago, en un mundo ideal) es proteus, más facil de utilizar, mas intutivo, pero como te digo, de pago.

Un saludo
29/05/2012 #19

Avatar de chclau

Pablet, repasemos definiciones.

Funcion lineal:

y = m.x+h

Donde m y h son CONSTANTES

Ley de Ohm

V = I.R

Si V es una funcion lineal de I, significa que R es constante (y h, dicho sea de paso, es cero).
Constante es constante. R no depende de V, de I, del tiempo, de la temperatura ni de nada. Si no, no es una funcion lineal. Por eso la ley de Ohm esta definida para conductores metalicos a una temperatura dada, y en general, NO se cumple en los semiconductores. La ley de Ohm NO es una ley universal.

Y yo no dije que la resistencia de un MOSFET en su zona de saturacion es cero, solamente dije que en su zona de saturacion no obedece la ley de Ohm. No lo digo yo, lo dice la definicion. El Mosfet obedece la ley de Ohm en su zona lineal, y NO la obedece (o sea, no hay una relacion LINEAL entre tension y corriente) en su zona de saturacion.

No confundirse, la zona de saturacion del Mosfet es "como" la zona activa del transitor bipolar. Un transistor bipolar en saturacion "es parecido" a un MOSFET en su zona lineal. Rds ON esta definido UNICAMENTE en la zona lineal del mosfet, no puede definirse (no existe) en su zona de saturacion ni en su zona de corte.

Saludos.
29/05/2012 #20

Avatar de CarlGauss

Pablet dijo: Ver Mensaje
tfmtoto, hay un programa que se llama solveelec que está bastante bien porque te saca tanto graficas como ecuaciones de un circuito dado, pero en windows 7 no funciona muy fino. te recomiendo que te descarges pspice student, es gratuito y funciona muy bien, pero deberas aprender a utilizarlo, ya que tiene muchas teclas. Otra opción (de pago, en un mundo ideal) es proteus, más facil de utilizar, mas intutivo, pero como te digo, de pago.

Un saludo
Buenisimo Pablet, lo probaré -.


Y con respecto a mis cálculos, creo que encontré el error, aca estan las fórmulas que se deben utilizar. Mi duda es la 'e', significa exponencial? Osea 2 e^2 = 2 * 10^2 = 200 ? O sino que significa?




Después me di cuenta que calcule mal la carga, es así: Osea la diferencia de pontencia entre las placas, que sería: 2 * 9.47 V = 18.94 V




Muchas gracias por tu ayuda, aver si me puedes aclarar tu las formulas
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