Calculadora de circuito RL (constante de tiempo, corriente y voltaje en el tiempo)

Cómo funciona

τ = L / R · carga: i(t) = (V/R)·(1 − e^(−t/τ)), v_L(t) = V·e^(−t/τ) · descarga: i(t) = (V/R)·e^(−t/τ), v_L = −V·e^(−t/τ) · energía E = ½·L·I² · f_c = R/(2πL)

Un inductor se opone a cualquier cambio de su corriente, así que al conectar una fuente de CD a un circuito RL en serie la corriente no puede saltar: sube de forma exponencial hacia V/R mientras el voltaje de la bobina cae de V a cero. La constante de tiempo τ = L/R es el tiempo para llegar al 63.2% de la corriente final; después de 5τ el transitorio prácticamente terminó (99.3%). Cuando se quita la fuente y la bobina se descarga por R, la corriente decae con el mismo factor y el voltaje de la bobina se invierte, razón por la que las bobinas de relevadores necesitan un diodo de protección (flyback). Las ecuaciones siguen a OpenStax Física Universitaria vol. 2, sección 14.4.

Ejemplo resuelto

Una bobina de 50 mH en serie con 100 Ω se conecta a 12 V. τ = 0.050 / 100 = 0.5 ms (500.0 µs). La corriente final es 12 / 100 = 120.0 mA. Después de 1 ms (2τ) la corriente es 0.12 × (1 − e⁻²) = 103.8 mA, el voltaje en el inductor bajó a 12 × e⁻² = 1.624 V y la resistencia tiene 10.376 V. La bobina almacena 360.0 µJ a corriente plena y se estabiliza tras 5τ = 2.500 ms.

Fuentes: OpenStax University Physics Vol. 2 — RL Circuits · HyperPhysics — Inductor current rise and decay

Preguntas frecuentes