Circuito RC serie en corriente alterna (C.A.)

En un circuito RC en serie la corriente (corriente alterna) que pasa por la resistencia y por el condensador es la misma y la tensión VS es igual a la suma fasorial de la tensión en la resistencia (Vr) y la tensión en el condensador (Vc).

Vs = Vr + Vc (suma fasorial)

Esto significa que cuando la corriente está en su punto más alto (corriente pico), será así, tanto en la resistencia como en el condensador (capacitor.)
 

Pero algo diferente pasa con las tensiones (voltajes). En la resistencia, la tensión y la corriente están en fase (sus valores máximos y mínimos coinciden en el tiempo). Pero la tensión en el capacitor no es así.

Como el capacitor se opone a cambios bruscos de tensión, la tensión en el condensador está retrasada con respecto a la corriente que pasa por él. (el valor máximo de voltaje en el capacitor sucede después del valor máximo de corriente en 90^o).

Estos 90º equivalen a ¼ de la longitud de onda dada por la frecuencia de la corriente que está pasando por el circuito.

La tensión total que alimenta el circuito RC en serie es igual a la suma fasorial de la tensión en la resistencia  y la tensión en el condensador.

Esta tensión tiene un ángulo de desfase (causado por el condensador) y se obtiene con ayuda de las siguientes fórmulas:

Valor de la tensión (magnitud):  Vs = ( VR² + VC² )^1/2
Angulo de desfase  Θ =  Arctang ( -VC/VR )

Como se dijo antes
 - La corriente adelanta a la tensión en un capacitor en 90°
 - La corriente y la tensión están en fase en una resistencia.

Con ayuda de estos datos se construye el diagrama fasorial y el triángulo de tensiones.

De estos gráficos de obtiene la magnitud y ángulo de la fuente de alimentación (ver fórmulas anteriores):

A la resistencia total del conjunto resistencia-capacitor, se le llama impedancia (Z) (un nombre mas generalizado) y....

Z es la suma fasorial (no una suma directa) de los valores de la resistencia y de la reactancia del condensador. La unidad de la impedancia es el "ohmio".

La impedancia (Z) se obtiene con ayuda de la siguiente fórmula:

donde:
 - Vs: s la magnitud de la tensión
 - Θ1: es el ángulo de la tensión
 - I: es la magnitud de la corriente
 - Θ2: es el ángulo de la corriente

Cómo se aplica la fórmula?
Z se obtiene dividiendo directamente Vs e I y el ángulo (Θ) de Z se obtiene restando el ángulo de I del ángulo Vs.

El mismo triángulo de tensiones se puede utilizar si a cada valor (tensiones) del triángulo lo dividimos por el valor de la corriente (corriente es igual en todos los elementos en una conexión serie), y así se obtiene el triángulo de impedancia

Nota: lo que está incluido en paréntesis elevado a la 1/2, equivale a la raíz cuadrada.
 

Enlaces relacionados
- Corriente alterna
- Circuito RC paralelo
- Resistencia
- La constante de tiempo
- Circuitos RL serie
 

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