El resistor es el componente pasivo por naturaleza. Su función es disipar energía. Él transforma energía eléctrica en energía térmica. Podríamos decir que es un intercambiador de calor y no nos equivocaríamos. En un circuito con resistores la energía eléctrica se disipa. El resistor no acumula solo gasta. La pila o batería acumula y si es perfecta no gasta o transforma en calor y su energía acumulada permanece inalterable en el tiempo, solo el circuito externo es capaz de gastarla.
Pero existen otros componentes que sirven para acumular energía eléctrica a saber el capacitor y el inductor. Esos dos componentes forman un grupo llamado “reactivos” y cuando son perfectos, es decir no tienen perdidas que pueden considerarse como componentes resistivas, nunca se calientan. Solo acumulan e intercambian energía entre ellos.
Ya utilizamos capacitores aun sin saberlo, al tratar el tema de los cuerpos cargados electrostáticamente. ¿Recuerda cuando cargamos un cuerpo metálico con una carga positiva y otra negativa? Y luego los conectamos con una varilla metálica. Los cuerpos se descargaban haciendo circular electrones desde el cuerpo negativo al positivo hasta que ambos estuvieran al mismo potencial eléctrico (a la misma tensión).
La carga de un capacitor
La construcción interna del capacitor nos recuerda a esa experiencia. En la figura 1 se pueden observar dos bolitas metálicas que forman un capacitor elemental.
Fig1 Capacitor elemental
Con este dispositivo tan simple vamos a establecer algunos conceptos muy precisos. Para cargar el capacitor elemental solo se requiere un cuerpo cargado por frotamiento, una pila o un generador mecánico de tensión continua (dínamo). Para cargar nuestro dispositivo podemos apoyar su barra superior al terminal positivo de la pila y su terminal inferior a la negativa. Inmediatamente se produce una circulación de electrones desde la pila a la bolilla inferior y desde la bolilla superior a la pila.
Esta circulación solo es momentánea al apoyar las barras; un tiempo después la circulación cesa porque se produjo un equilibrio de cargas. Si pudiéramos medir la tensión entre las dos barras con un instrumento de medición de resistencia interna infinita (que no afecte al circuito) observaríamos que las bolillas metálicas tienen una diferencia de potencial igual a la tensión de la pila.
Lo más interesante es que esa tensión a la que fue cargado el capacitor elemental no se pierde nunca inclusive desconectando el dispositivo de la pila. Si el capacitor formado es ideal y el medidor tiene resistencia infinita puede medir la misma tensión hora tras hora.
Como ustedes saben en nuestra especialidad todos tienen una representación a través de un circuito. En la siguiente figura se puede observar la representación de nuestro capacitor elemental con una forma muy característica formando un circuito que nos permitirá cargar y descargar al capacitor. El elemento que transforma el circuito de carga en circuito de descarga se llama llave inversora y posee una lámina metálica que hace contacto físico con una u otra sección del circuito.
Fig. 2 Circuito de carga y descarga de un capacitor.
Este es un circuito complejo para un principiante; así que vamos a explicarlo en detalle. La llave SW1 posee dos láminas metálicas conductoras. Esas laminas pivotean sobre los dos terminales de la izquierda y une alternativamente los contactos superiores o inferiores de la derecha. El mejor modo de entender este circuito es realizando realmente la simulación y observando como se mueve la llave SW1 al señalar con el mouse sobre ella y pulsar el botón de la izquierda. En la figura 3 se puede observar el detalle de la llave SW1 en sus dos posiciones.
A la izquierda se observa la posición de carga cuando el capacitor está conectado a la batería B1. A la derecha la descarga cuando el capacitor está conectado al resistor de descarga R1.
Fig.3 Llave inversora
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