SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 30
Corrientes transitorias e
      inductancia
    Presentación PowerPoint de
 Paul E. Tippens, Profesor de Física
Southern Polytechnic State University
Objetivos: Después de completar
         este módulo deberá:
• Definir y calcular la inductancia en
  términos de una corriente variable.
• Calcular la energía almacenada en un
  inductor y encontrar la densidad de
  energía.
• Discutir y resolver problemas que
  involucran aumento y reducción de
  corriente en capacitores e inductores.
Autoinductancia
Considere una bobina conectada a una resistencia R y
voltaje V. Cuando se cierra el interruptor, el aumento de
corriente I aumenta el flujo, lo que produce una fuerza
contraelectromotriz interna en la bobina. El interruptor
abierto invierte la fem.

  I creciente        Ley de Lenz:        I decreciente
                   La fcem (flecha
                    roja)  debe
                     oponerse al
             R                                        R
                      cambio en
                        flujo:
Inductancia
La fuerza contraelectromotriz (fcem) E inducida en
una bobina es proporcional a la tasa de cambio de la
corriente DI/Dt.

          Di                          Di/ Dt creciente
    E  L ;       L  inductancia
                       inductance
          Dt
   Una inductancia de un henry
   (H) significa que el cambio de                  R
   corriente a la tasa de un
   ampere por segundo inducirá                1V
                                        1 H
   una fcem de un volt.                      1 A/s
Ejemplo 1: Una bobina de 20 vueltas tiene
una fem inducida de 4 mV cuando la
corriente cambia a la tasa de 2 A/s. ¿Cuál es
la inductancia?
 Di/ Dt = 2 A/s             Di         E
          4 mV
                      E  L ;     L
                            Dt        Di / Dt
                     (0.004 V)
            R     L                 L = 2.00 mH
                        2 A/s


Nota: Se sigue la práctica de usar i minúscula
para corriente variable o transitoria e I
mayúscula para corriente estacionaria.
Cálculo de inductancia
 Recuerde dos formas de encontrar E:
                                        Di/ Dt creciente
         D                 Di
  E  N             E  L
         Dt                 Dt
Al igualar estos términos se obtiene:                R

             D    Di                   Inductancia L
           N    L
             Dt    Dt
   Por tanto, la inductancia L             N
   se puede encontrar de:
                                        L
                                            I
Inductancia de un solenoide
                     El campo B que crea una
     Solenoide     corriente I para longitud l es:
         l
 B                        0 NI
                     B             y  = BA
                            
             R
                          0 NIA       N
 Inductancia L                    L
                                       I

Al combinar las últimas dos    0 N 2 A
                            L
   ecuaciones se obtiene:         
Ejemplo 2: Un solenoide de 0.002 m2 de
   área y 30 cm de longitud tiene 100 vueltas.
   Si la corriente aumenta de 0 a 2 A en 0.1 s,
   ¿cuál es la inductancia del solenoide?
Primero se encuentra la inductancia del solenoide:

     0 N A (4 x 10
             2           -7 Tm    2          2
                              )(100) (0.002 m )
  L                        A
                           0.300 m
         l                L = 8.38 x 10-5 H
                 A
                     Nota: L NO depende de la
                 R
                     corriente, sino de parámetros
                     físicos de la bobina.
Ejemplo 2 (Cont.): Si la corriente en el
 solenoide de 83.8 H aumentó de 0 a 2 A en
 0.1 s, ¿cuál es la fem inducida?

        l                 L = 8.38 x 10-5 H
             A
             R                    Di
                           E  L
                                  Dt

   (8.38 x 10-5 H)(2 A - 0)
E                             E  1.68 mV
           0.100 s
Energía almacenada en un inductor
 En un instante cuando la corriente
 cambia a Di/Dt, se tiene:
       Di                     Di                     R
   E L ;         P  Ei  Li
       Dt                     Dt
Dado que la potencia P = trabajo/t, Trabajo = P Dt. Además,
el valor promedio de Li es Li/2 durante el aumento a la
corriente final I. Por tanto, la energía total almacenada es:


           Energía potencial
            almacenada en          U  Li1
                                         2
                                              2

               inductor:
Ejemplo 3: ¿Cuál es la energía potencial
almacenada en un inductor de 0.3 H si la
corriente se eleva de 0 a un valor final de 2 A?

 L = 0.3 H               U  Li
                             1
                             2
                                  2



                 U  (0.3 H)(2 A)  0.600 J
                     1
                     2
                                      2

             R

                         U = 0.600 J
 I=2A

Esta energía es igual al trabajo realizado al
llegar a la corriente final I; se devuelve
cuando la corriente disminuye a cero.
Densidad de energía (opcional)
                      La densidad de energía u es la
           l          energía U por unidad de volumen V
               A           0 N 2 A
                      L              ; U  1 LI 2 ; V  A
               R
                                            2
                              
                       Al sustituir se obtiene u = U/V :

                        0 N 2 AI 2 
    0 N A  2
           2           
                             2
                                                0 N I 2 2
                   u                    u
                     U
U 1
    2       I ;                                        2
                  V       A                    2
Densidad de energía (continúa)
               Densidad           0 N I2 2

      l        de energía:   u         2
                                   2
          A    Recuerde la fórmula para el campo B:
          R
                     0 NI         NI   B
                B                   
                                      0

   0  NI  0   B2 
           2                                2
                                 B
u             2         u
   2        2  0           2 0
Ejemplo 4: La corriente estacionaria final en un
 solenoide de 40 vueltas y 20 cm de longitud es 5
 A. ¿Cuál es la densidad de energía?

     0 NI       (4 x 10-7 )(40)(5 A)            l
B             
                      0.200 m                         A
           B = 1.26 mT                                 R
           2                 -3   2
   B    (1.26 x 10 T)
u    
   20 2(4 x 10 A )
                  -7 Tm

                                         La densidad de energía
                                         es importante para el
       u = 0.268 J/m3                    estudio de las ondas
                                         electromagnéticas.
El circuito R-L                        V
Un inductor L y un resistor     S1
R se conectan en serie y el
interruptor 1 se cierra:
                      Di        S2               i
 V – E = iR      E L                        R
                      Dt             L
           Di
      V  L  iR
           Dt                    E

Inicialmente, Di/Dt es grande, lo que hace
grande la fcem y la corriente i pequeña. La
corriente aumenta a su valor máximo I cuando
la tasa de cambio es cero.
Aumento de corriente en L
     V        ( R / L )t              i
  i  (1  e              )
     R                           I
   En t = 0, I = 0
                              0.63 I           Aumento de
  En t = , I = V/R                             corriente
Constante de tiempo t:
                                                    Tiempo, t
             L                             t
         t 
             R

 En un inductor, la corriente subirá a 63% de su
 valor máximo en una constante de tiempo t = L/R.
Reducción R-L                            V
 Ahora suponga que S2 se cierra     S1
 después de que hay energía en
 el inductor:
                         Di
    E = iR          E L            S2               i
                         Dt                      R
Para reducción de     Di                 L
corriente en L:      L  iR
                      Dt
                                     E

Inicialmente, Di/Dt es grande y la fem E que activa
la corriente está en su valor máximo I. la corriente
se reduce a cero cuando la fem se quita.
Reducción de corriente en L
       V  ( R / L )t             i
     i e
       R                    I
  En t = 0, i = V/R                       Reducción de
                                            corriente
   En t = , i = 0       0.37 I
Constante de tiempo t:
                                                 Tiempo, t
            L                         t
        t 
            R

En un inductor, la corriente se reducirá a 37% de
su valor máximo en una constante de tiempo t.
Ejemplo 5: El circuito siguiente tiene un inductor
   de 40 mH conectado a un resistor de 5 W y una
   batería de 16 V. ¿Cuál es la constante de tiempo
   y la corriente después de una constante de
   tiempo?
        16 V                      L 0.040 H
                                t 
                                  R   5W
               5W     R     Constante de tiempo: t = 8 ms


      L = 0.04 H                   V
                                i  (1  e ( R / L )t )
                                   R
  Después del
   tiempo t:                  16V 
                    i  0.63             i = 2.02 A
i = 0.63(V/R)                 5W 
El circuito R-C                     V
Cierre S1. Entonces, conforme la   S1
carga Q se acumula en el
capacitor C, resulta una fcem E:
                        Q          S2           i
  V – E = iR         E                     R
                        C           C
            Q
         V   iR
            C                      E

 Inicialmente, Q/C es pequeño, lo que hace
 pequeña la fcem y la corriente i es un máximo I.
 Conforme la carga Q se acumula, la corriente se
 reduce a cero cuando Eb = V.
Aumento de carga
                                          q   Capacitor
   Q     t = 0, Q = 0, Qmax
V   iR               0.63 I
   C        I = V/R                            Aumento de
                                                 carga
t =  , i = 0, Qm = C V
                   t / RC                t        Tiempo, t
  Q  CV (1  e              )
Constante de tiempo t:           En un capacitor, la carga Q
                                 aumentará a 63% de su
       t  RC                    valor máximo en una
                                 constante de tiempo t.

 Desde luego, conforme la carga aumenta, la
 corriente i se reducirá.
Reducción de corriente en C
       V t / RC                i       Capacitor
     i e
       R                    I
  En t = 0, i = V/R                      Reducción
                                        de corriente
   En t = , i = 0       0.37 I
Constante de tiempo t:
                                               Tiempo, t
                                    t
       t  RC            Conforme aumenta la carga Q


 La corriente se reducirá a 37% de su valor máximo
 en una constante de tiempo t; la carga aumenta.
Descarga R-C                         V
Ahora suponga que se cierra
                                    S1
S2 y se permite la descarga
de C:
                    Q
    E = iR       E                 S2            i
                    C                         R
Para reducción    Q                   C
de corriente         iR
                  C
en L:                                E

 Inicialmente, Q es grande y la fem E que activa la
 corriente está en su valor máximo I. La corriente
 se reduce a cero cuando la fem se quita.
Reducción de
     corriente                          I
                                            i       Capacitor
     V t / RC
  i    e          t  RC                              Current
                                                     Reducción
      R                            0.37 I            de Decay
                                                        corriente
   En t = 0, I = V/R
                                                t          Tiempo, t
    En t = , I = 0

Conforme la corriente se reduce,      Q  CVe        t / RC
la carga también se reduce:

   En un capacitor que se descarga, tanto corriente
   como carga se reducen a 37% de sus valores
   máximos en una constante de tiempo t = RC.
Ejemplo 6: El circuito siguiente tiene un capacitor de
 4 F conectado a un resistor de 3 W y una batería de
 12 V. El interruptor está abierto. ¿Cuál es la corriente
 después de una constante de tiempo t?

        12 V             t = RC = (3 W)(4 F)

                       Constante de tiempo: t = 12 s
         3W       R
                              V
                           i  (1  et / RC )
      C = 4 F                R
 Después del
  tiempo t:                12V 
                 i  0.63            i = 2.52 A
i = 0.63(V/R)              3W 
Resumen
      Di                                l
E  L ;       L  inductance
                    inductancia
      Dt
                                            A
   0 N A2
                     N                         R
L                L
                     I

                                            2
 Energía potencial,                      B
densidad de energía:   U  Li
                            1     2
                                      u
                                         2 0
                            2
Resumen                            i
                                  I        Inductor
      V        ( R / L )t                 Aumento de
   i  (1  e              )   0.63I
                                            corriente
      R
              L                        t      Tiempo, t
          t 
              R

 En un inductor, la corriente aumentará a 63% de su
 valor máximo en una constante de tiempo t = L/R.

La corriente inicial es cero debido al rápido cambio de
corriente en la bobina. Eventualmente, la fem inducida se
vuelve cero, lo que resulta en la corriente máxima V/R.
Resumen (Cont.)
     V  ( R / L )t             i
   i e                     I           Inductor
     R
                                          Current
                                         Reducción
La corriente inicial,                    deDecay
                                           corriente
                        0.37I
I = V/R, se reduce
a cero conforme se                         Tiempo, t
                                    t
disipa la fem en la
bobina.

La corriente se reducirá a 37% de su valor
máximo en una constante de tiempo t = L/R.
Resumen (Cont.)
 Cuando se carga un capacitor, la carga se eleva
 a 63% de su máximo mientras la corriente
 disminuye a 37% de su valor máximo.

         q    Capacitor                 i   Capacitor
 Qmax                               I
0.63 I          Aumento de                   Reducción
                                              Current
                  carga        0.37 I         de carga
                                               Decay

          t        Tiempo, t            t      Tiempo, t


                                          V t / RC
Q  CV (1  e  t / RC )                i e
                           t  RC         R
CONCLUSIÓN:
Corriente transitoria - Inductancia

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Laboratorio de física ii josé bonilla
Laboratorio de física ii josé bonillaLaboratorio de física ii josé bonilla
Laboratorio de física ii josé bonillaJosé Bonilla
 
Electronica rectificadores
Electronica rectificadoresElectronica rectificadores
Electronica rectificadoresVelmuz Buzz
 
2.3. Configuraciones en Paralelo y Serie-Paralelo de Diodos
2.3. Configuraciones en Paralelo y Serie-Paralelo de Diodos2.3. Configuraciones en Paralelo y Serie-Paralelo de Diodos
2.3. Configuraciones en Paralelo y Serie-Paralelo de DiodosOthoniel Hernandez Ovando
 
Fuentes de campo magnetico 2. ing Carlos Moreno. ESPOL
Fuentes de campo magnetico 2. ing Carlos Moreno. ESPOLFuentes de campo magnetico 2. ing Carlos Moreno. ESPOL
Fuentes de campo magnetico 2. ing Carlos Moreno. ESPOLFrancisco Rivas
 
Tringulo de potencias
Tringulo de potenciasTringulo de potencias
Tringulo de potenciasjuan camilo
 
Circuitos de corriente alterna
Circuitos de corriente alternaCircuitos de corriente alterna
Circuitos de corriente alternaFrancisco Rivas
 
Informe practica 8 diodos zener
Informe practica 8 diodos zenerInforme practica 8 diodos zener
Informe practica 8 diodos zenerderincampos19
 
V corriente alterna 1
V corriente alterna 1V corriente alterna 1
V corriente alterna 1brayham2010
 
Tippens fisica 7e_diapositivas_30
Tippens fisica 7e_diapositivas_30Tippens fisica 7e_diapositivas_30
Tippens fisica 7e_diapositivas_30Robert
 
Teorema de Thevenin y Norton
Teorema de Thevenin y NortonTeorema de Thevenin y Norton
Teorema de Thevenin y NortonJesu Nuñez
 
Tippens fisica 7e_diapositivas_31b
Tippens fisica 7e_diapositivas_31bTippens fisica 7e_diapositivas_31b
Tippens fisica 7e_diapositivas_31bRobert
 
Configuración de polarización fija y la auto polarización en el JFET
Configuración de polarización fija y la auto polarización en el JFETConfiguración de polarización fija y la auto polarización en el JFET
Configuración de polarización fija y la auto polarización en el JFETVidalia Montserrat Colunga Ramirez
 
Dispositivos de potencia
Dispositivos de potenciaDispositivos de potencia
Dispositivos de potenciaMartin VC
 
Ppt instrumento-de-bobina-movil
Ppt instrumento-de-bobina-movilPpt instrumento-de-bobina-movil
Ppt instrumento-de-bobina-movilAnthonyGomezaupas
 
Fuentes de campo magnetico
Fuentes de campo magneticoFuentes de campo magnetico
Fuentes de campo magneticoVelmuz Buzz
 

La actualidad más candente (20)

Laboratorio de física ii josé bonilla
Laboratorio de física ii josé bonillaLaboratorio de física ii josé bonilla
Laboratorio de física ii josé bonilla
 
Electronica rectificadores
Electronica rectificadoresElectronica rectificadores
Electronica rectificadores
 
2.3. Configuraciones en Paralelo y Serie-Paralelo de Diodos
2.3. Configuraciones en Paralelo y Serie-Paralelo de Diodos2.3. Configuraciones en Paralelo y Serie-Paralelo de Diodos
2.3. Configuraciones en Paralelo y Serie-Paralelo de Diodos
 
Fuentes de campo magnetico 2. ing Carlos Moreno. ESPOL
Fuentes de campo magnetico 2. ing Carlos Moreno. ESPOLFuentes de campo magnetico 2. ing Carlos Moreno. ESPOL
Fuentes de campo magnetico 2. ing Carlos Moreno. ESPOL
 
Campos Electromagneticos - Tema 5
Campos Electromagneticos - Tema 5Campos Electromagneticos - Tema 5
Campos Electromagneticos - Tema 5
 
Tringulo de potencias
Tringulo de potenciasTringulo de potencias
Tringulo de potencias
 
Circuitos de corriente alterna
Circuitos de corriente alternaCircuitos de corriente alterna
Circuitos de corriente alterna
 
Ejercicioscircuitosresueltos
EjercicioscircuitosresueltosEjercicioscircuitosresueltos
Ejercicioscircuitosresueltos
 
Informe practica 8 diodos zener
Informe practica 8 diodos zenerInforme practica 8 diodos zener
Informe practica 8 diodos zener
 
V corriente alterna 1
V corriente alterna 1V corriente alterna 1
V corriente alterna 1
 
Tippens fisica 7e_diapositivas_30
Tippens fisica 7e_diapositivas_30Tippens fisica 7e_diapositivas_30
Tippens fisica 7e_diapositivas_30
 
Teorema de Thevenin y Norton
Teorema de Thevenin y NortonTeorema de Thevenin y Norton
Teorema de Thevenin y Norton
 
Tippens fisica 7e_diapositivas_31b
Tippens fisica 7e_diapositivas_31bTippens fisica 7e_diapositivas_31b
Tippens fisica 7e_diapositivas_31b
 
Circuitos RLC
Circuitos RLCCircuitos RLC
Circuitos RLC
 
Configuración de polarización fija y la auto polarización en el JFET
Configuración de polarización fija y la auto polarización en el JFETConfiguración de polarización fija y la auto polarización en el JFET
Configuración de polarización fija y la auto polarización en el JFET
 
Dispositivos de potencia
Dispositivos de potenciaDispositivos de potencia
Dispositivos de potencia
 
Senoides y fasores presentacion ppt
Senoides  y fasores presentacion pptSenoides  y fasores presentacion ppt
Senoides y fasores presentacion ppt
 
Maquinas de corriente continua (CC)
Maquinas de corriente continua (CC)Maquinas de corriente continua (CC)
Maquinas de corriente continua (CC)
 
Ppt instrumento-de-bobina-movil
Ppt instrumento-de-bobina-movilPpt instrumento-de-bobina-movil
Ppt instrumento-de-bobina-movil
 
Fuentes de campo magnetico
Fuentes de campo magneticoFuentes de campo magnetico
Fuentes de campo magnetico
 

Destacado

Los circuitos y los fenomenos quimicos
Los circuitos y los fenomenos quimicosLos circuitos y los fenomenos quimicos
Los circuitos y los fenomenos quimicostulokit
 
Sobretensiones Transitorias y Permanentes. Todo lo que hay que saber. Cirprotec
Sobretensiones Transitorias y Permanentes. Todo lo que hay que saber. CirprotecSobretensiones Transitorias y Permanentes. Todo lo que hay que saber. Cirprotec
Sobretensiones Transitorias y Permanentes. Todo lo que hay que saber. CirprotecCIRPROTEC, S.L.
 
Reconectadores, seccionadores, protecciones y equipos de medición
Reconectadores, seccionadores, protecciones y equipos de mediciónReconectadores, seccionadores, protecciones y equipos de medición
Reconectadores, seccionadores, protecciones y equipos de mediciónChepe Hakii
 
Fuentes de fuerza electromotriz
Fuentes de fuerza electromotrizFuentes de fuerza electromotriz
Fuentes de fuerza electromotrizMarelli Barraza
 
corto circuito Short circuit
corto circuito Short circuitcorto circuito Short circuit
corto circuito Short circuitRuben Americo
 
Definición de los requisitos técnicos y administrativos para la contratación ...
Definición de los requisitos técnicos y administrativos para la contratación ...Definición de los requisitos técnicos y administrativos para la contratación ...
Definición de los requisitos técnicos y administrativos para la contratación ...Teckelino
 
Fallas Comunes De Equipo EléCtrico Primario En Subestacione
Fallas Comunes De  Equipo EléCtrico Primario En SubestacioneFallas Comunes De  Equipo EléCtrico Primario En Subestacione
Fallas Comunes De Equipo EléCtrico Primario En Subestacioneteoriaelectro
 

Destacado (20)

Los circuitos y los fenomenos quimicos
Los circuitos y los fenomenos quimicosLos circuitos y los fenomenos quimicos
Los circuitos y los fenomenos quimicos
 
Vectores
VectoresVectores
Vectores
 
Mediciones y cifras significativas
Mediciones y cifras significativasMediciones y cifras significativas
Mediciones y cifras significativas
 
Aceleracion
AceleracionAceleracion
Aceleracion
 
Movimiento de proyectiles
Movimiento de proyectilesMovimiento de proyectiles
Movimiento de proyectiles
 
Equilibrio traslacional
Equilibrio traslacionalEquilibrio traslacional
Equilibrio traslacional
 
Introduccion a la fisica.
Introduccion a la fisica.Introduccion a la fisica.
Introduccion a la fisica.
 
Segunda ley de movimiento de newton
Segunda ley de movimiento de newtonSegunda ley de movimiento de newton
Segunda ley de movimiento de newton
 
Mecanica de fluidos hidrocinematica
Mecanica de fluidos  hidrocinematicaMecanica de fluidos  hidrocinematica
Mecanica de fluidos hidrocinematica
 
Fem y d.p. terminal
Fem y d.p. terminalFem y d.p. terminal
Fem y d.p. terminal
 
Corriente transitoria y inductancia
Corriente transitoria y inductanciaCorriente transitoria y inductancia
Corriente transitoria y inductancia
 
Momento de torsion
Momento de torsionMomento de torsion
Momento de torsion
 
Inductancia magnetica
Inductancia magneticaInductancia magnetica
Inductancia magnetica
 
Sobretensiones Transitorias y Permanentes. Todo lo que hay que saber. Cirprotec
Sobretensiones Transitorias y Permanentes. Todo lo que hay que saber. CirprotecSobretensiones Transitorias y Permanentes. Todo lo que hay que saber. Cirprotec
Sobretensiones Transitorias y Permanentes. Todo lo que hay que saber. Cirprotec
 
Reconectadores, seccionadores, protecciones y equipos de medición
Reconectadores, seccionadores, protecciones y equipos de mediciónReconectadores, seccionadores, protecciones y equipos de medición
Reconectadores, seccionadores, protecciones y equipos de medición
 
Fuentes de fuerza electromotriz
Fuentes de fuerza electromotrizFuentes de fuerza electromotriz
Fuentes de fuerza electromotriz
 
corto circuito Short circuit
corto circuito Short circuitcorto circuito Short circuit
corto circuito Short circuit
 
Definición de los requisitos técnicos y administrativos para la contratación ...
Definición de los requisitos técnicos y administrativos para la contratación ...Definición de los requisitos técnicos y administrativos para la contratación ...
Definición de los requisitos técnicos y administrativos para la contratación ...
 
Fallas Comunes De Equipo EléCtrico Primario En Subestacione
Fallas Comunes De  Equipo EléCtrico Primario En SubestacioneFallas Comunes De  Equipo EléCtrico Primario En Subestacione
Fallas Comunes De Equipo EléCtrico Primario En Subestacione
 
Trayectorias ortogonales monografia
Trayectorias ortogonales monografiaTrayectorias ortogonales monografia
Trayectorias ortogonales monografia
 

Similar a CORRIENTE TRANSITORIA Y INDUCTANCIA

Asigancion 5 transformadores jose gregorio torres
Asigancion 5 transformadores jose gregorio torresAsigancion 5 transformadores jose gregorio torres
Asigancion 5 transformadores jose gregorio torresJose Torres
 
Transformador monofásico
Transformador monofásicoTransformador monofásico
Transformador monofásicocefacidal
 
Transformadores
TransformadoresTransformadores
Transformadoresabelardo30
 
Asignación nº5
Asignación nº5Asignación nº5
Asignación nº5Diana Pinto
 
Teoria de transformadores
Teoria de transformadoresTeoria de transformadores
Teoria de transformadoresyeinier
 
Informe 3 dispo
Informe 3 dispoInforme 3 dispo
Informe 3 dispojhoanspq
 
Motores electricos blog
Motores electricos   blogMotores electricos   blog
Motores electricos blogPEDRO VAL MAR
 
David torres 1002
David torres 1002David torres 1002
David torres 1002kbtortz2012
 
identificacion de dispositivos electronicos 1002
identificacion de dispositivos electronicos 1002identificacion de dispositivos electronicos 1002
identificacion de dispositivos electronicos 1002davidtorres383
 
Asignacion5 lindabartolome
Asignacion5 lindabartolomeAsignacion5 lindabartolome
Asignacion5 lindabartolomelindabarcam
 
Tema 7 maquinas electricas unfv
Tema 7 maquinas electricas unfvTema 7 maquinas electricas unfv
Tema 7 maquinas electricas unfvJose Bondia
 
Asignacion 5 circuitos ii
Asignacion 5 circuitos iiAsignacion 5 circuitos ii
Asignacion 5 circuitos iinelson jose
 

Similar a CORRIENTE TRANSITORIA Y INDUCTANCIA (20)

Asigancion 5 transformadores jose gregorio torres
Asigancion 5 transformadores jose gregorio torresAsigancion 5 transformadores jose gregorio torres
Asigancion 5 transformadores jose gregorio torres
 
Transformador monofásico
Transformador monofásicoTransformador monofásico
Transformador monofásico
 
Transformadores
TransformadoresTransformadores
Transformadores
 
Teoria de un transformador
Teoria de un transformadorTeoria de un transformador
Teoria de un transformador
 
Transformador (1)
Transformador (1)Transformador (1)
Transformador (1)
 
Asignación nº5
Asignación nº5Asignación nº5
Asignación nº5
 
Teoria de transformadores
Teoria de transformadoresTeoria de transformadores
Teoria de transformadores
 
Informe 3 dispo
Informe 3 dispoInforme 3 dispo
Informe 3 dispo
 
Motores electricos blog
Motores electricos   blogMotores electricos   blog
Motores electricos blog
 
Repaso electronica
Repaso electronicaRepaso electronica
Repaso electronica
 
Acoplamiento magnético
Acoplamiento magnéticoAcoplamiento magnético
Acoplamiento magnético
 
Circuitos con diodos
Circuitos con diodosCircuitos con diodos
Circuitos con diodos
 
David torres 1002
David torres 1002David torres 1002
David torres 1002
 
identificacion de dispositivos electronicos 1002
identificacion de dispositivos electronicos 1002identificacion de dispositivos electronicos 1002
identificacion de dispositivos electronicos 1002
 
Campo magnetico
Campo magneticoCampo magnetico
Campo magnetico
 
Asignacion5 lindabartolome
Asignacion5 lindabartolomeAsignacion5 lindabartolome
Asignacion5 lindabartolome
 
Corriente alterna 10
Corriente alterna 10Corriente alterna 10
Corriente alterna 10
 
Tema 7 maquinas electricas unfv
Tema 7 maquinas electricas unfvTema 7 maquinas electricas unfv
Tema 7 maquinas electricas unfv
 
Asignacion 5 circuitos ii
Asignacion 5 circuitos iiAsignacion 5 circuitos ii
Asignacion 5 circuitos ii
 
Fundamentos del diodo.
Fundamentos del diodo.Fundamentos del diodo.
Fundamentos del diodo.
 

Más de Moisés Galarza Espinoza

MECÁNICA DE FLUIDOS- PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
MECÁNICA DE FLUIDOS- PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSMECÁNICA DE FLUIDOS- PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
MECÁNICA DE FLUIDOS- PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSMoisés Galarza Espinoza
 
MECÁNICA DE FLUIDOS-ELEMENTOS DE MECÁNICA DE FLUIDOS
MECÁNICA DE FLUIDOS-ELEMENTOS DE MECÁNICA DE FLUIDOSMECÁNICA DE FLUIDOS-ELEMENTOS DE MECÁNICA DE FLUIDOS
MECÁNICA DE FLUIDOS-ELEMENTOS DE MECÁNICA DE FLUIDOSMoisés Galarza Espinoza
 
Introduccion a la estructura fuerzas y momento
Introduccion a la estructura   fuerzas y momentoIntroduccion a la estructura   fuerzas y momento
Introduccion a la estructura fuerzas y momentoMoisés Galarza Espinoza
 

Más de Moisés Galarza Espinoza (20)

Movimiento Amortiguado
Movimiento AmortiguadoMovimiento Amortiguado
Movimiento Amortiguado
 
Movimiento Oscilatorio y Aplicaciones
Movimiento Oscilatorio y AplicacionesMovimiento Oscilatorio y Aplicaciones
Movimiento Oscilatorio y Aplicaciones
 
MECÁNICA DE FLUIDOS- PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
MECÁNICA DE FLUIDOS- PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSMECÁNICA DE FLUIDOS- PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
MECÁNICA DE FLUIDOS- PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
 
MECANICA DE FLUIDOS-SEMANA 1
MECANICA DE FLUIDOS-SEMANA 1MECANICA DE FLUIDOS-SEMANA 1
MECANICA DE FLUIDOS-SEMANA 1
 
MECÁNICA DE FLUIDOS-ELEMENTOS DE MECÁNICA DE FLUIDOS
MECÁNICA DE FLUIDOS-ELEMENTOS DE MECÁNICA DE FLUIDOSMECÁNICA DE FLUIDOS-ELEMENTOS DE MECÁNICA DE FLUIDOS
MECÁNICA DE FLUIDOS-ELEMENTOS DE MECÁNICA DE FLUIDOS
 
Movimiento oscilatorio semana 2
Movimiento oscilatorio semana 2Movimiento oscilatorio semana 2
Movimiento oscilatorio semana 2
 
Elasticidad semana 1
Elasticidad  semana 1Elasticidad  semana 1
Elasticidad semana 1
 
Elasticidad semana 1
Elasticidad  semana 1Elasticidad  semana 1
Elasticidad semana 1
 
Mecánica de fluidos-sistema de unidades
Mecánica de fluidos-sistema de unidades Mecánica de fluidos-sistema de unidades
Mecánica de fluidos-sistema de unidades
 
Mecánica de fluidos semana 1
Mecánica de fluidos semana 1Mecánica de fluidos semana 1
Mecánica de fluidos semana 1
 
VECTORES Y CINEMATICA
VECTORES Y CINEMATICAVECTORES Y CINEMATICA
VECTORES Y CINEMATICA
 
Introduccion a la estructura fuerzas y momento
Introduccion a la estructura   fuerzas y momentoIntroduccion a la estructura   fuerzas y momento
Introduccion a la estructura fuerzas y momento
 
Corriente eléctrica
Corriente eléctricaCorriente eléctrica
Corriente eléctrica
 
Electrización fuerza eléctrica
Electrización   fuerza eléctricaElectrización   fuerza eléctrica
Electrización fuerza eléctrica
 
Corriente eléctrica
Corriente eléctricaCorriente eléctrica
Corriente eléctrica
 
Electrización fuerza eléctrica
Electrización   fuerza eléctricaElectrización   fuerza eléctrica
Electrización fuerza eléctrica
 
Cap 3 ley de gauss
Cap 3 ley de gaussCap 3 ley de gauss
Cap 3 ley de gauss
 
Practica fuerzas nº5
Practica fuerzas nº5Practica fuerzas nº5
Practica fuerzas nº5
 
Practica calificada fisica i.b
Practica calificada  fisica  i.bPractica calificada  fisica  i.b
Practica calificada fisica i.b
 
Practica calificada fisica i.a
Practica calificada  fisica  i.aPractica calificada  fisica  i.a
Practica calificada fisica i.a
 

CORRIENTE TRANSITORIA Y INDUCTANCIA

  • 1. Corrientes transitorias e inductancia Presentación PowerPoint de Paul E. Tippens, Profesor de Física Southern Polytechnic State University
  • 2. Objetivos: Después de completar este módulo deberá: • Definir y calcular la inductancia en términos de una corriente variable. • Calcular la energía almacenada en un inductor y encontrar la densidad de energía. • Discutir y resolver problemas que involucran aumento y reducción de corriente en capacitores e inductores.
  • 3. Autoinductancia Considere una bobina conectada a una resistencia R y voltaje V. Cuando se cierra el interruptor, el aumento de corriente I aumenta el flujo, lo que produce una fuerza contraelectromotriz interna en la bobina. El interruptor abierto invierte la fem. I creciente Ley de Lenz: I decreciente La fcem (flecha roja)  debe oponerse al R R cambio en flujo:
  • 4. Inductancia La fuerza contraelectromotriz (fcem) E inducida en una bobina es proporcional a la tasa de cambio de la corriente DI/Dt. Di Di/ Dt creciente E  L ; L  inductancia inductance Dt Una inductancia de un henry (H) significa que el cambio de R corriente a la tasa de un ampere por segundo inducirá 1V 1 H una fcem de un volt. 1 A/s
  • 5. Ejemplo 1: Una bobina de 20 vueltas tiene una fem inducida de 4 mV cuando la corriente cambia a la tasa de 2 A/s. ¿Cuál es la inductancia? Di/ Dt = 2 A/s Di E 4 mV E  L ; L Dt Di / Dt (0.004 V) R L L = 2.00 mH 2 A/s Nota: Se sigue la práctica de usar i minúscula para corriente variable o transitoria e I mayúscula para corriente estacionaria.
  • 6. Cálculo de inductancia Recuerde dos formas de encontrar E: Di/ Dt creciente D Di E  N E  L Dt Dt Al igualar estos términos se obtiene: R D Di Inductancia L N L Dt Dt Por tanto, la inductancia L N se puede encontrar de: L I
  • 7. Inductancia de un solenoide El campo B que crea una Solenoide corriente I para longitud l es: l B 0 NI B y  = BA  R 0 NIA N Inductancia L  L  I Al combinar las últimas dos 0 N 2 A L ecuaciones se obtiene: 
  • 8. Ejemplo 2: Un solenoide de 0.002 m2 de área y 30 cm de longitud tiene 100 vueltas. Si la corriente aumenta de 0 a 2 A en 0.1 s, ¿cuál es la inductancia del solenoide? Primero se encuentra la inductancia del solenoide: 0 N A (4 x 10 2 -7 Tm 2 2 )(100) (0.002 m ) L  A  0.300 m l L = 8.38 x 10-5 H A Nota: L NO depende de la R corriente, sino de parámetros físicos de la bobina.
  • 9. Ejemplo 2 (Cont.): Si la corriente en el solenoide de 83.8 H aumentó de 0 a 2 A en 0.1 s, ¿cuál es la fem inducida? l L = 8.38 x 10-5 H A R Di E  L Dt (8.38 x 10-5 H)(2 A - 0) E E  1.68 mV 0.100 s
  • 10. Energía almacenada en un inductor En un instante cuando la corriente cambia a Di/Dt, se tiene: Di Di R E L ; P  Ei  Li Dt Dt Dado que la potencia P = trabajo/t, Trabajo = P Dt. Además, el valor promedio de Li es Li/2 durante el aumento a la corriente final I. Por tanto, la energía total almacenada es: Energía potencial almacenada en U  Li1 2 2 inductor:
  • 11. Ejemplo 3: ¿Cuál es la energía potencial almacenada en un inductor de 0.3 H si la corriente se eleva de 0 a un valor final de 2 A? L = 0.3 H U  Li 1 2 2 U  (0.3 H)(2 A)  0.600 J 1 2 2 R U = 0.600 J I=2A Esta energía es igual al trabajo realizado al llegar a la corriente final I; se devuelve cuando la corriente disminuye a cero.
  • 12. Densidad de energía (opcional) La densidad de energía u es la l energía U por unidad de volumen V A 0 N 2 A L ; U  1 LI 2 ; V  A R 2  Al sustituir se obtiene u = U/V :  0 N 2 AI 2   0 N A  2 2  2  0 N I 2 2 u   u U U 1 2 I ; 2    V A 2
  • 13. Densidad de energía (continúa) Densidad 0 N I2 2 l de energía: u 2 2 A Recuerde la fórmula para el campo B: R 0 NI NI B B     0 0  NI  0  B2  2 2 B u     2 u 2    2  0  2 0
  • 14. Ejemplo 4: La corriente estacionaria final en un solenoide de 40 vueltas y 20 cm de longitud es 5 A. ¿Cuál es la densidad de energía? 0 NI (4 x 10-7 )(40)(5 A) l B   0.200 m A B = 1.26 mT R 2 -3 2 B (1.26 x 10 T) u  20 2(4 x 10 A ) -7 Tm La densidad de energía es importante para el u = 0.268 J/m3 estudio de las ondas electromagnéticas.
  • 15. El circuito R-L V Un inductor L y un resistor S1 R se conectan en serie y el interruptor 1 se cierra: Di S2 i V – E = iR E L R Dt L Di V  L  iR Dt E Inicialmente, Di/Dt es grande, lo que hace grande la fcem y la corriente i pequeña. La corriente aumenta a su valor máximo I cuando la tasa de cambio es cero.
  • 16. Aumento de corriente en L V  ( R / L )t i i  (1  e ) R I En t = 0, I = 0 0.63 I Aumento de En t = , I = V/R corriente Constante de tiempo t: Tiempo, t L t t  R En un inductor, la corriente subirá a 63% de su valor máximo en una constante de tiempo t = L/R.
  • 17. Reducción R-L V Ahora suponga que S2 se cierra S1 después de que hay energía en el inductor: Di E = iR E L S2 i Dt R Para reducción de Di L corriente en L: L  iR Dt E Inicialmente, Di/Dt es grande y la fem E que activa la corriente está en su valor máximo I. la corriente se reduce a cero cuando la fem se quita.
  • 18. Reducción de corriente en L V  ( R / L )t i i e R I En t = 0, i = V/R Reducción de corriente En t = , i = 0 0.37 I Constante de tiempo t: Tiempo, t L t t  R En un inductor, la corriente se reducirá a 37% de su valor máximo en una constante de tiempo t.
  • 19. Ejemplo 5: El circuito siguiente tiene un inductor de 40 mH conectado a un resistor de 5 W y una batería de 16 V. ¿Cuál es la constante de tiempo y la corriente después de una constante de tiempo? 16 V L 0.040 H t  R 5W 5W R Constante de tiempo: t = 8 ms L = 0.04 H V i  (1  e ( R / L )t ) R Después del tiempo t:  16V  i  0.63   i = 2.02 A i = 0.63(V/R)  5W 
  • 20. El circuito R-C V Cierre S1. Entonces, conforme la S1 carga Q se acumula en el capacitor C, resulta una fcem E: Q S2 i V – E = iR E R C C Q V   iR C E Inicialmente, Q/C es pequeño, lo que hace pequeña la fcem y la corriente i es un máximo I. Conforme la carga Q se acumula, la corriente se reduce a cero cuando Eb = V.
  • 21. Aumento de carga q Capacitor Q t = 0, Q = 0, Qmax V   iR 0.63 I C I = V/R Aumento de carga t =  , i = 0, Qm = C V  t / RC t Tiempo, t Q  CV (1  e ) Constante de tiempo t: En un capacitor, la carga Q aumentará a 63% de su t  RC valor máximo en una constante de tiempo t. Desde luego, conforme la carga aumenta, la corriente i se reducirá.
  • 22. Reducción de corriente en C V t / RC i Capacitor i e R I En t = 0, i = V/R Reducción de corriente En t = , i = 0 0.37 I Constante de tiempo t: Tiempo, t t t  RC Conforme aumenta la carga Q La corriente se reducirá a 37% de su valor máximo en una constante de tiempo t; la carga aumenta.
  • 23. Descarga R-C V Ahora suponga que se cierra S1 S2 y se permite la descarga de C: Q E = iR E S2 i C R Para reducción Q C de corriente  iR C en L: E Inicialmente, Q es grande y la fem E que activa la corriente está en su valor máximo I. La corriente se reduce a cero cuando la fem se quita.
  • 24. Reducción de corriente I i Capacitor V t / RC i e t  RC Current Reducción R 0.37 I de Decay corriente En t = 0, I = V/R t Tiempo, t En t = , I = 0 Conforme la corriente se reduce, Q  CVe  t / RC la carga también se reduce: En un capacitor que se descarga, tanto corriente como carga se reducen a 37% de sus valores máximos en una constante de tiempo t = RC.
  • 25. Ejemplo 6: El circuito siguiente tiene un capacitor de 4 F conectado a un resistor de 3 W y una batería de 12 V. El interruptor está abierto. ¿Cuál es la corriente después de una constante de tiempo t? 12 V t = RC = (3 W)(4 F) Constante de tiempo: t = 12 s 3W R V i  (1  et / RC ) C = 4 F R Después del tiempo t:  12V  i  0.63   i = 2.52 A i = 0.63(V/R)  3W 
  • 26. Resumen Di l E  L ; L  inductance inductancia Dt A 0 N A2 N R L L  I 2 Energía potencial, B densidad de energía: U  Li 1 2 u 2 0 2
  • 27. Resumen i I Inductor V  ( R / L )t Aumento de i  (1  e ) 0.63I corriente R L t Tiempo, t t  R En un inductor, la corriente aumentará a 63% de su valor máximo en una constante de tiempo t = L/R. La corriente inicial es cero debido al rápido cambio de corriente en la bobina. Eventualmente, la fem inducida se vuelve cero, lo que resulta en la corriente máxima V/R.
  • 28. Resumen (Cont.) V  ( R / L )t i i e I Inductor R Current Reducción La corriente inicial, deDecay corriente 0.37I I = V/R, se reduce a cero conforme se Tiempo, t t disipa la fem en la bobina. La corriente se reducirá a 37% de su valor máximo en una constante de tiempo t = L/R.
  • 29. Resumen (Cont.) Cuando se carga un capacitor, la carga se eleva a 63% de su máximo mientras la corriente disminuye a 37% de su valor máximo. q Capacitor i Capacitor Qmax I 0.63 I Aumento de Reducción Current carga 0.37 I de carga Decay t Tiempo, t t Tiempo, t V t / RC Q  CV (1  e  t / RC ) i e t  RC R