¿Has escuchado hablar del circuito de la serie RLC? Si te interesa entender cómo funciona este tipo de circuito y cómo se manejan los ángulos de fase, estás en el lugar correcto. En este artículo, exploraremos a fondo todo lo relacionado con el circuito RLC y cómo se representa en el diagrama fasorial. Prepárate para adentrarte en el fascinante mundo de la electrónica y descubrir cómo interactúan los elementos en este tipo de circuito.
En este artículo, discutiremos el circuito de CA de la serie RLC y analizaremos su comportamiento en la aplicación de voltaje de CA que varía sinusoidalmente. Entonces, comencemos con la introducción básica del circuito en serie RLC.
¿Qué es el circuito de la serie RLC?
Un circuito eléctrico de CA en el que la resistencia (R), el inductor (L) y el capacitor (C) están conectados en combinación en serie y esta combinación es excitada por una fuente de voltaje de CA, entonces se llama circuito. Circuito serie RLC.
Un circuito en serie RLC típico que consta de R, L y C en serie a través de una fuente de voltaje alterno (V) se muestra en la figura-1.
En este circuito, el valor RMS de la corriente total del circuito es I. Luego, la caída de voltaje en cada elemento está dada por,
Donde XL y XC son la reactancia inductiva y la reactancia capacitiva respectivamente.
En el circuito en serie RLC, el voltaje total es igual a la suma fasorial del voltaje entre R, L y C, es decir
Diagrama fasorial del circuito en serie RLC
Podemos representar esta relación de voltaje con la ayuda de un diagrama fasorial que se muestra en la figura 2.
Dado que la corriente a través de todos los elementos es la misma, se toma como el fasor de referencia. Como sabemos, en una resistencia, la corriente y el voltaje permanecen en la misma fase, en un inductor, la corriente se atrasa al voltaje en 90°, y en un capacitor, la corriente se adelanta al voltaje en 90°.
Por lo tanto, en el diagrama fasorial, la caída de tensión en la resistencia VR se representa en fase con la corriente, la caída de voltaje a través del inductor VL se representa a la zaga del fasor de corriente en un ángulo de 90°, y la caída de tensión en el condensador VC se representa adelantando al fasor actual en 90°.
Según la magnitud de la inductancia y la capacitancia, el circuito puede ser efectivamente inductivo o capacitivo según la magnitud de la caída de voltaje VL o VC.
si VL > VCentonces el circuito será efectivamente inductivo, y el voltaje entre los componentes reactivos (L y C) viene dado por (VL – V.C). si VL
Ahora, para el caso, consideremos (VL – V.C) como la caída de voltaje neta a través de la combinación L y C. Por lo tanto, el voltaje total aplicado será la suma fasorial de VR y VL – V.C), es decir
La magnitud del voltaje está dada por,
Sustituyendo valores de VRVLy VCobtenemos,
Aquí, la cantidad en el denominador es la oposición total que ofrecen R, L y C en la trayectoria de la corriente. se llama el impedancia del circuito RLC.
Aquí, los valores de XL y XC son dados por,
A partir de la expresión de la impedancia (Z), podemos enunciar el comportamiento del circuito serie RLC de la siguiente manera:
- cuando xL > XCes decir (XL – XC) es positivo – El circuito en serie RLC será efectivamente inductivo.
- cuando xL < XCes decir (XL – XC) es negativo – El circuito será efectivamente capacitivo.
- cuando xL =XCes decir (XL – XC) es cero – El circuito en serie RLC será efectivamente resistivo.
A partir del diagrama fasorial, también podemos determinar el factor de potencia del circuito de la siguiente manera,
Además, la potencia consumida por el circuito RLC está dada por,
Por lo tanto, se trata del circuito en serie RLC, su diagrama fasorial y su análisis. Para comprender la aplicación de las expresiones derivadas de la sección anterior, considere los siguientes ejemplos resueltos.
Ángulo de fase del circuito de la serie RLC
El ángulo de fase del circuito de la serie RLC del diagrama fasorial anterior es;
Triángulo de impedancia del circuito en serie RLC
El triángulo de impedancia del circuito en serie RLC se muestra a continuación.
Caso-1: cuando (XL > XC)
XC)» class=»ezlazyload wp-image-14981″ width=»654″ height=»404″ data-recalc-dims=»1″ data-ez ezimgfmt=»rs rscb1 src ng ngcb1 srcset» data-ezsrc=»https://www.electricalvolt.com/ezoimgfmt/i0.wp.com/www.electricalvolt.com/wp-content/uploads/2023/02/pf3.png?resize=654%2C404&is-pending-load=1#038;ssl=1″>
Cuando la reactancia inductiva es mayor que la capacitiva, la reactancia del circuito resultante es inductiva y el factor de potencia se retrasa.
Caso-2: cuando (XC > XL)
XL)» class=»ezlazyload wp-image-14982″ width=»619″ height=»488″ data-recalc-dims=»1″ data-ez ezimgfmt=»rs rscb1 src ng ngcb1 srcset» data-ezsrc=»https://www.electricalvolt.com/ezoimgfmt/i0.wp.com/www.electricalvolt.com/wp-content/uploads/2023/02/pf4.png?resize=619%2C488&is-pending-load=1#038;ssl=1″>
Cuando la reactancia capacitiva es mayor que la inductiva, la reactancia del circuito resultante es capacitiva y el factor de potencia está en adelanto.
Aplicaciones del circuito de la serie RLC
Las aplicaciones del circuito RLC son las siguientes.
- circuito sintonizado variable
- Filtros de paso bajo, paso alto, paso de banda y supresión de banda
- Oscilador
- multiplicador de voltaje
- Circuito de descarga de pulsos
Esto es todo sobre el circuito RLC.
Problema resuelto en el circuito de la serie RLC
Ejemplo 1) – Un suministro de CA de 220 V, 50 Hz está conectado a través de una bobina de 0,05 H de inductancia y 2 Ω de resistencia. Esta bobina está conectada en serie con un capacitor de 6 µF. Determine la impedancia (Z), la corriente (I), el factor de potencia (cos ϕ) y la potencia consumida (P).
Solución – Datos dados,
Por lo tanto, las reactancias inductiva y capacitiva están dadas por,
Aquí, XC > XLpor lo tanto, este circuito se comportará como un circuito capacitivo.
Impedancia del circuito:
Corriente del circuito:
Factor de potencia:
Potencia consumida:
Error 403 The request cannot be completed because you have exceeded your quota. : quotaExceeded