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
- Circuito RC paralelo
- La constante de tiempo
- Circuitos RL serie
- Osciladores
- Osciladores de cristal
 

  Recomendar este Tutorial a un amigo
 

  Correo Unicrom