¿Cuáles son los comportamientos de los condensadores e inductores en el tiempo t = 0?

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¿Los condensadores actúan como circuitos abiertos o circuitos cerrados en el tiempo t = 0? ¿Por qué? ¿Qué pasa con los inductores?

Lo probé, y lo que obtuve fue esto: inicialmente, cuando abrí el interruptor, el condensador actuó como un cortocircuito. Eso no debería estar sucediendo, ¿verdad? Un condensador debe bloquear DC. Lo intenté con un par de gorras diferentes. Estoy muy confundido.

capacitor inductor

— Kevin Vermeer
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¿Qué pasa con qué inductor? Probablemente sería mejor proporcionar detalles para la red en cuestión. Además, si tiene acceso a un laboratorio, le sugiero que lo pruebe. Verlo realmente te ayuda a comprender lo que está sucediendo.

— Lou

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Un condensador se ve como un circuito abierto a un voltaje constante pero como un circuito cerrado (o corto) a un cambio de voltaje. Y el inductor se ve como un circuito cerrado a una corriente constante, pero como un circuito abierto a un cambio de corriente.

— Chris Stratton

Probablemente debería poner esto como respuesta, ya que creo que eso es lo que está buscando el OP. Quizás con una breve explicación de por qué (carga de cap y campos magnéticos y demás).

— Tevo D

@ Tuva - Gracias, aunque no puedo tomar todo el crédito, fue una mejora en una edición sugerida.

— Kevin Vermeer

@ChrisStratton Creo que sería mucho más fácil para el OP entender si habla de las características de estos elementos del circuito en términos de su impedancia en diferentes aplicaciones en lugar de memorizar lo que 'deberían' ser. Sin embargo, esta publicación es antigua, por lo que es muy probable que la haya recibido.

— sherrellbc

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Respuesta corta:

Inductor: at t=0es como un circuito abierto en 't = infinito' es como un circuito cerrado (actúa como conductor)

Condensador: en t=0es como un circuito cerrado (cortocircuito) en 't = infinito' es como circuito abierto (sin corriente a través del condensador)

Respuesta larga:

Una carga de condensadores viene dada por donde V es el voltaje aplicado al circuito, R es la resistencia en serie y C es la capacitancia en paralelo. $Vt=V(1-e^{(-t/RC)})$

En el momento exacto en que se aplica la potencia, el condensador tiene 0v de voltaje almacenado y, por lo tanto, consume una corriente teóricamente infinita limitada por la resistencia en serie. (Un cortocircuito) A medida que el tiempo continúa y la carga se acumula, el voltaje de los condensadores aumenta y su consumo de corriente disminuye hasta que el voltaje del condensador y el voltaje aplicado son iguales y no fluye corriente al condensador (circuito abierto). Este efecto puede no ser inmediatamente reconocible con condensadores más pequeños.

Una buena página con gráficos y algunas matemáticas que explican esto es http://webphysics.davidson.edu/physlet_resources/bu_semester2/c11_rc.html

Para un inductor, lo contrario es cierto, en el momento del encendido, cuando el voltaje se aplica por primera vez, tiene una resistencia muy alta al voltaje cambiado y lleva poca corriente (circuito abierto), a medida que el tiempo continúa, tendrá un baja resistencia al voltaje estable y mucha corriente (cortocircuito).

— derramado
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En el inductor, ¿de dónde viene el EMF posterior en t = 0? Parece que en este momento, necesita un poco de corriente o flujo para crear el cambio en el campo magnético, pero si la resistencia es infinita en ese momento, ¿entonces no hay corriente?

— bigjosh

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La inductancia y la capacitancia son efectos que limitan la tasa de cambio. Una vez que las cosas se hayan arreglado, no habrá más cambios y no tendrán más efectos. Entonces, a largo plazo , en estado estable, los condensadores e inductores se ven como son; actúan como esperarías que actuaran si supieras cómo se construyeron, pero no sabías que la capacitancia o la inductancia existían.

Un inductor es un cable. Después de saturar el núcleo, se comporta como un cortocircuito.

Un condensador es un espacio entre dos conductores. Después de que se carga, se comporta como un circuito abierto.

Su comportamiento instantáneo es lo contrario. Hasta que se cargan, una tapa actúa como un cortocircuito y un inductor actúa como un circuito abierto.

— Stephen Collings
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Cuando enciende un interruptor ideal de una fuente de voltaje ideal, a un condensador ideal, obtiene algunas soluciones extrañas, en este caso corriente infinita durante un tiempo infinitesimal. Por lo tanto, parece un corto por poco tiempo.

Las soluciones más realistas incluyen un elemento más ideal para modelar el mundo real, el primero podría ser una resistencia en serie.

— russ_hensel
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Para un condensador sin carga conectado a tierra, el otro pin (el lado del interruptor) también tiene potencial de tierra. En el instante en que cierra el interruptor, la corriente pasa a tierra, eso es lo que ve. Y la corriente es la misma que cuando se conecta a tierra sin el condensador: un cortocircuito es un cortocircuito.

Esa corriente de cortocircuito cae rápidamente cuando esta gran carga tiene que encontrar su camino a través de la resistencia en serie del condensador para cargarla.

— stevenvh
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Para condensador:

V (t) = V (1 - e^{(- t / R C)})

$V(t)=V(1-e^{(-t/RC)})$

En , entonces el condensador se comporta como un cortocircuito. $t=0$ $V=0$

i (t) = \frac{V}{R} \cdot e^{(- t / R C)}

$i(t)=\frac{V}{R} \cdot e^{(-t/RC)}$

En , entonces el condensador se comporta como un circuito abierto. $t=\infty$ $i=0$

Para inductor:

i (t) = \frac{V}{R} \cdot (1 - e^{(- R t / L)})

$i(t)=\frac{V}{R} \cdot(1-e^{(-Rt/L)})$

En , entonces el inductor se comporta como un circuito abierto. $t=0$ $i=0$

V (t) = V_{e}^{(- R t / L)}

$V(t)=V_e^{(-Rt/L)}$

En , entonces el inductor se comporta como un cortocircuito. $t=\infty$ $V=0$

— varun gupta
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Debido a que los condensadores almacenan energía en forma de campo eléctrico, tienden a actuar como pequeñas baterías de celda secundaria, pudiendo almacenar y liberar energía eléctrica. Un condensador completamente descargado mantiene cero voltios a través de sus terminales, y un condensador cargado mantiene una cantidad constante de voltaje a través de sus terminales, al igual que una batería. Cuando los condensadores se colocan en un circuito con otras fuentes de voltaje, absorberán energía de esas fuentes, al igual que una batería de celda secundaria se cargará como resultado de estar conectada a un generador. Un condensador completamente descargado, que tiene un voltaje terminal de cero, inicialmente actuará como un cortocircuito cuando se conecta a una fuente de voltaje, atrayendo la corriente máxima a medida que comienza a generar una carga. Con el tiempo, el voltaje terminal del condensador aumenta para cumplir con el voltaje aplicado desde la fuente, y la corriente a través del condensador disminuye correspondientemente. Una vez que el condensador ha alcanzado el voltaje completo de la fuente, dejará de extraer corriente de él y se comportará esencialmente como un circuito abierto.

— mfahadkukda
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Me gusta pensar en estos en términos de sus ecuaciones diferenciales. Esencialmente, las ecuaciones instantáneas para cada uno son:

$V = L \cdot \dfrac{dI}{dt}$ para inductores

$I = C \cdot \dfrac{dV}{dt}$ para condensadores

A partir de sus diferenciales, puede ver la tasa de cambio de corriente puede obtener cambios de voltaje instantáneos ilimitados en un inductor. El voltaje inducido a través del inductor es la derivada de la corriente a través del inductor: es decir, proporcional a la tasa de cambio de la corriente con respecto al tiempo. $\Big(\dfrac{dI}{dt}\Big)$

Del mismo modo para los condensadores, puede obtener grandes cambios de corriente en función de la tasa de cambio para el voltaje . En su experimento, el voltaje cambió casi instantáneamente, digamos de 0V a 1V en 1us. Esto hace que (que puede ver que podría ser bastante grande). $\Big(\dfrac{dV}{dt}\Big)$ $I = C \cdot \dfrac{1}{0.000001}$

Son los términos diferenciales para estos componentes los que los hacen interesantes. Por lo tanto, cuanto mayor sea la tasa de cambio, mayor será el pico V en los inductores, o el pico I en los condensadores. Mientras que la corriente para inductores y el voltaje para condensadores están limitados a lo que se aplica.

— usuario6972
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El condensador actúa como circuito abierto cuando está en estado estable, como cuando el interruptor está cerrado o abierto durante mucho tiempo.

Tan pronto como se cambie el estado del interruptor, el condensador actuará como un cortocircuito durante un tiempo infinitamente corto, dependiendo de la constante de tiempo y, después de estar en ese estado durante un tiempo, continuará comportándose como un circuito abierto. Y para el inductor se comportará como un cortocircuito en su estado estable y circuito abierto cuando haya un cambio en la corriente.

— noor randhawa
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El condensador actúa como un cortocircuito en t = 0, la razón por la que el condensador tiene corriente principal. El inductor actúa inicialmente como un circuito abierto, por lo que el voltaje conduce en el inductor a medida que el voltaje aparece instantáneamente a través de terminales abiertos del inductor en t = 0 y, por lo tanto, conduce.

— Abdul Wahid
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Puedes ver mi video que habla sobre esto (respuesta de paso) aquí:

https://www.youtube.com/watch?v=heufatGyL1s

Básicamente, un condensador resiste un cambio en el voltaje y un inductor resiste un cambio en la corriente. Entonces, en t = 0, un condensador actúa como un cortocircuito y un inductor actúa como un circuito abierto.

Estos dos videos cortos también pueden ser útiles, analizan los 3 efectos de condensadores e inductores:

https://www.youtube.com/watch?v=m_P1rvhEeiI&index=7&list=PLzHyxysSubUlqBguuVZCeNn47GSK8rcso&t=101s

— Daniel Bogdanoff - Keysight
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simplemente recuerde que el condensador eleva el voltaje de 0 a alto, por lo que en el punto inicial en ov el condensador actúa como ckt corto y para la tapa de alto voltaje actúa como ckt abierto, invierta en caso de inductor

— matri manish
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Esta no es una definición correcta. El flujo de corriente en los condensadores depende de la tasa de cambio de voltaje, no del voltaje absoluto. La corriente en un inductor depende de la integral del voltaje, no del voltaje absoluto.

— Joe Hass

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@JoeHass: La respuesta está mal redactada, pero no es fundamentalmente incorrecta.

— Dave Tweed