Circuito RLC serie. Ángulos de fase.
En un circuito RLC en serie la corriente (corriente
alterna) que pasa por la resistencia, el
condensador y la
bobina es la misma y...
La
tensión Vac es igual a la suma fasorial de la
tensión en la resistencia (Vr) y la tensión en el condensador (Vc) y la tensión
en la bobina VL.
Vac = Vr + Vc + VL (suma fasorial)
La impedancia
total del circuito anterior es: ZT = R + XL + XC
(suma vectorial) ó
R + j(XL - XC) ó R + jX
 donde:
XC = reactancia capacitiva
XL = reactancia inductiva
R = valor del resistor
X = la diferencia de XL y XC. (Si X es positivo predomina el efecto inductivo.
Si X es negativo predomina el efecto capacitivo.
La corriente en el circuito se obtiene con la
Ley de Ohm:
I = V / Z = Vac / ZT = Vac / ( R + jX)1/2
y el ángulo de fase es: 0 = arctan (X/ R)
Nota: El
paréntesis elevado a la 1/2 significa raíz cuadrada
Ángulos de fase en un circuito
RLC
Analizando los tutoriales
circuitos RC en serie y
circuitos RL en serie, se puede iniciar el
análisis de los ángulos de fase de un circuito RLC.
El proceso de análisis se puede realizar en el
siguiente orden:
1. Al ser un circuito en serie, la corriente I
es la misma por todos los componentes, por lo que la tomamos como vector de
referencia
2. VR (voltaje en la resistencia) está en fase con la corriente, pues la
resistencia no causa desfase.
3. VL (voltaje en la bobina) adelanta a la corriente I en 90º
4. VC (voltaje en el condensador) atrasada a la corriente I en 90º
5. Los vectores VL y VC se pueden sumar pues están alineados.
6. Vac (voltaje total) se obtiene de la suma vectorial de VR y (VL – VC).
Ver el siguiente gráfico
Nota: El signo menos
delante de VC en el punto 6 se debe a que esta tensión tiene dirección opuesta
a VL. En el diagrama se supone que VL es mayor que VC, pero podría ser lo
contrario.
Un caso especial aparece cuando VL y VC son
iguales. (VL = VC). En este caso VR = Vac.
La condición que hace que VC y VL sean iguales se
llama condición de resonancia, y en este
caso aún cuando en le circuito aparecen una capacidad y una
inductancia, este
se comporta como si fuera totalmente resistivo. Este caso aparece para una
frecuencia especial, llamada frecuencia de resonancia. (f0)
Enlaces relacionados
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Circuito RC paralelo
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tiempo
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