Constante de carga RC.

Si pensamos hoy en día en los circuitos electrónicos, un elemento imprescindible que no falta en ninguno de ellos es el condensador. Un condensador es un elemento que permite acumular una cierta cantidad de cargas gracias a su constitución en la cual por medio de un sistema electrostático y aislado, se permite conservar cargas eléctricas en su interior para, cuando sea necesario volver a suministrarlas al circuito.

Esta práctica no te va a enseñar los secretos físicos del condensador, ya que se centra en usos y circuitos que utilizan sus principios. Si quieres aprender los secretos del mismo, visita el curso de electrotecnia gratuito de la página principal de electrónica en mirpas.com, o visita el siguiente Enlace.

Hoy en día podrás encontrar condensadores en circuitos electrónicos de precisión, de control, de potencia, de numeración, de aviación, de automoción, informática, neumática, etc., etc. Estos elementos son tan preciados hoy en día que no se concibe la existencia de un circuito eléctrico o electrónico sin el uso de algún condensador.

Bloqueos en continua.

Los condensadores en corrientes y tensiones continuas afectan al circuito de manera general. Bloquean el paso de la corriente eléctrica pero mantienen entre sus terminales la tensión de la carga aplicada a sus terminales.

La diferencia entre el circuito alimentado con corriente continua es que el condensador se comporta como un circuito abierto en el momento en que se carga e impide el paso de corriente por la carga. En dicho momento el condensador tiene la misma carga que la tensión de alimentación. Por eso mismo impide el paso de corriente cuando se pone en serie con la carga.

La cuestión es que cuando se conecta el circuito, el condensador se carga en un tiempo específico dado por la constante de tiempo.

Esta constante se da en segundos y es el producto de los valores resistivos por los valores capacitivos aplicados al circuito. En nuestro ejemplo anterior como el valor de la resistencia es de 230Ω y el condensador es de 100µfaradios, el valor de la constante de tiempo τ es de 230Ω x 0,000100F = 0,023s.

Es decir 23ms, lo que apenas se aprecia ni un destello en el encendido del led. Y aunque en esta simulación no hemos incluido la resistencia interna del LED, durante 23 mili segundos circulará una corriente de:

Esta corriente se dará durante el 66,6% del ciclo de carga del condensador y se irá reduciendo en cuanto se vaya cargando del todo el condensador. Se puede jugar con la carga del condensador y la resistencia de carga para obtener valores de constante de tiempo superiores e inferiores así como también valores de intensidad por el circuito.

Por ejemplo, si en el circuito anterior cambiamos el condensador y subimos el valor del mismo, obtendremos un tiempo de carga y descarga mayor.

Paso de corriente alterna.

Si en corriente continua el condensador bloqueaba la corriente cuando se cargaba, con corriente alterna ocurre un efecto curioso. La corriente alterna a baja frecuencia se comporta como un circuito en continua ya que el condensador ofrece mucha resistencia (reactancia capacitiva al paso de la corriente). Pero según va aumentando la frecuencia, el pulso de las repeticiones es más continuado y la amortiguación es menor.

El proceso es simple. En el ciclo positivo carga el condensador y mientras este se carga el led se enciende. Ahora la carga del condensador no es constante a un 66,6% de la constante RC, sino que el condensador se carga según aumenta la tensión en el ciclo positivo. Cuando llega a un máximo el ciclo positivo, la tensión en el condensador es máxima por lo que se interrumpe el flujo de corriente en el circuito. Pero como el generador empieza a descender su tensión, el condensador se empieza a descargar mientras que disminuye la tensión del generador.

El efecto es similar al de las olas en la playa y el niño que sube y baja evitando que le toque el agua. Con eso hacemos que en el circuito circule corriente durante todo el ciclo alterno de la tensión, pero el diodo Led solo permitirá el paso cuando el ciclo es positivo, bloqueando el paso por el negativo. El efecto es el siguiente:

Como puedes ver, el condensador nunca va a estar vacío y cargado con polaridad diferente. Estará cargado a una tensión media. Con el aumento de la frecuencia de la señal, la tensión en el condensador disminuirá muy poco (apenas 1V) sobre el valor medio.

Abosorción.

Cuando un condensador lo ponemos en paralelo con la carga, el funcionamiento de trabajo cambia en cuanto el condensador absorbe el ciclo de trabajo que no puede circular por el diodo Led. durante el ciclo negativo, el condensador se carga a la tensión de la fuente negativa ya que el Led bloquea el ciclo negativo.

Como se puede apreciar, ahora la tensión en el condensador no es mayor de la tensión media, ya que ahora si circula corriente durante el semiciclo positivo y durante el semiciclo negativo, cargándose y descargándose el condensador, por lo que la tensión media baja de valor de acuerdo a la frecuencia de trabajo. A mayor frecuencia del generador, mayor es el tiempo que tarda el condensador en adquirir la carga. Es como si fuese un circuito oscilante.

Este efecto de constante de tiempo es importante cuando trabajemos con tensiones y señales alternas, ya que nos permitirá establecer efectos eléctricos a nuestro favor.