Los niveles de voltaje en circuitos variables en el tiempo cambian con el tiempo. Variable en el tiempo significa que la tensión aumenta exponencialmente hasta que alcanza el voltaje de estado estable. Por esta razón, se dice que un circuito está estable constantemente cuando la tensión deja de cambiar con el tiempo. En un circuito simple resistor-condensador (RC), que consiste en una fuente de voltaje (Vs), una resistencia (R) y un condensador (C), el tiempo que tarda en alcanzar una condición de estado estable se determina por el valor de R y C. Por lo tanto, los ingenieros pueden diseñar circuitos para alcanzar el estado estable en el momento que elijan ajustando los valores de R y C.
Determine el voltaje de la fuente, o "Vs", como una fuente de alimentación para su circuito. Como ejemplo, elija Vs para que sean 100 voltios.
Elija el valor de la resistencia, R, y el condensador, C, para su circuito. R está en unidades de ohmios y C está en unidades de microfaradios. Como ejemplo, supongamos que R es de 10 ohmios y C es de 6 microfaradios.
Calcule el voltaje de estado estable con la fórmula: V = Vs (1-e ^ -t /RC) donde e ^ -t /RC es el exponente e del poder negativo de t dividido por RC. La variable t representa el tiempo transcurrido desde que se encendió Vs. Por ejemplo:
en t = 0 segundos RC = 10 x 0.000006 = 0.00006 t /RC = 0 /0.00006 = 0 e ^ -t /RC = e ^ -0 = 1 V = 100 (1-1 ) = 100 (0) = 0 voltios
en t = 5 microsegundos RC = 10 x 0.000006 = 0.00006 t /RC = 0.000005 /0.00006 = 0.083 e ^ -t /RC = e ^ -0.083 = 0.92 V = 100 (1- 0.92) = 8 voltios
en t = 1 segundo RC = 10 x 0.000006 = 0.00006 t /RC = 1 /0.00006 = 16666.7 e ^ -t /RC = e ^ -16666.7 = 0 (efectivamente) V = 100 (1-0) = 100 voltios (estado estable)
En este ejemplo, el voltaje aumenta de 0 en t = 0 a 100 voltios en t = 1 segundo y permanecerá en 100 cuando t aumenta. Como consecuencia, 100 voltios es el voltaje de estado estable.