Page 645 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

626 Capítulo 32 Circuitos de corriente alterna

Solución (a): La comente inicial i, es
12 V
¿o = 6.0 A
R + r 1.5 a + 0.5 o :
Solución (b): Puesto que r = RC y el tiempo para la carga total es T = 5r, se dice que el
condensador está completamente cargado después de un tiempo
T = 5RC = 5(1.5 ü + 0.5 Q)(4 ¡iF)
T = 5(2 íl)(4 /xF) = 40 fjs

Solución (c): Después de una constante de tiempo, se observa que la corriente, con base
en la ecuación (32.8), será igual a 37% de su valor inicial (6 A).

iT = (0.37)(6.0 A) = 2.22 A

En la explicación anterior se simplificó el procedimiento en el caso de las corrientes
continuas. Cuando se aplica un voltaje alterno a un condensador, ocurren procesos de carga
y descarga en sus placas. Por consiguiente, se mantiene una corriente alterna en el circuito a
pesar de que no haya una trayectoria entre las placas del condensador. El efecto de la capaci­
tancia ejercido en un circuito de ca se estudiará en la sección 32.4.

El inductor
Otro elemento importante en un circuito de ca es el inductor, que consta de una espira o bobi­
na continua de alambre (véase la figura 32.2). En el capítulo 31 mostramos que un cambio en
el flujo magnético en la región encerrada por la bobina inducirá una fem en la bobina. Hasta
aquí hemos visto que los cambios de flujo se deben a fuerzas externas a la bobina misma.
Ahora se considerará la fem inducida en una bobina como resultado de los cambios en su
propia corriente. Independientemente de la forma en que ocurre el cambio de flujo, la fem
inducida se calcula por

AO
% = -N - (32.12)
A t
donde N = número de espiras
AO/Af = razón de cambio del flujo
Cuando la comente que circula por un inductor aumenta o disminuye aparece una fem
autoinducida en el circuito que se opone al cambio. Consideremos el circuito mostrado en la
figura 32.3. Cuando se cierra el interruptor, la comente se eleva de cero a su valor máximo
i = Vb/R. El inductor responde a este incremento en la corriente generando una fuerza con-
traelectromotriz inducida. Puesto que la geometría del inductor es fija, la razón de cambio del

Figura 32.3 El inductor.