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viernes, 15 de febrero de 2013

ANÁLISIS VECTORIAL DE UN CIRCUITO PARALELO RC


Habiendo visto como se produce la carga y descarga de un condensador al conmutar un interruptor en un circuito de corriente continua, nos preguntamos ahora por cómo será la relación entre el voltaje y la corriente entre los terminales de un condensador en un circuito de corriente alterna, de forma análoga al proceso que se siguió para una bobina.

Para este propósito tendremos en cuenta la relación entre carga y voltaje debida cuenta de la capacidad del condensador. Por otro lado aplicaremos la definición de corriente eléctrica como la variación de la carga eléctrica con respecto al tiempo, dónde sustituiremos la carga por la relación anterior.

Partiendo de la base que la frecuencia oscilatoria en un circuito de corriente alterna será la misma para todos los voltajes y corrientes del mismo, solamente la amplitud y el desfase relativo podrán cambiar (lo que se pone de manifiesto en la primera línea de la ilustración superior).

Ahora, derivando (el seno) y aplicando una relación trigonométrica, cuyo origen se muestra de la mano del círculo de radio unidad, encontramos la correspondencia entre amplitudes y desfases.

Tal como ya se hizo con la reactancia inductiva, echamos mano de los números complejos para poder sintetizar esta relación de forma equivalente a la ley de Ohm, utilizando fasores, unas herramientas que solamente muestran la amplitud y el desfase relativo de señales sinusoidales. El desfase viene dado por el ángulo entre la parte real y la imaginaria en el plano complejo.

Al término XC se le denomina reactancia capacitiva y viene a ser como la "resistencia" que presenta un condensador en un circuito de corriente alterna.

Si ahora tenemos una resistencia y un condensador en serie en un circuito de corriente alterna, la "resistencia" total, la cual se denomina impedancia, se obtendría cómo: Z = R + XC

Si ambos elementos se conectaran en paralelo, se podría obtener su impedancia equivalente, siguiendo las mismas reglas que se siguen para resistencias; solamente que en este caso será preciso tener un poco de destreza operando con números complejos.

El hecho de que la reactancia capacitiva esté dividida por la j imaginario, lo cual equivale a estar multiplicada por -j, significa que se trata de un valor imaginario puro y negativo. En el plano complejo se corresponde con una flecha dirigida hacia abajo según el eje vertical.

Como consecuencia de ello la forma de onda correspondiente con la corriente parece ir por detrás de la que se corresponde con el voltaje: retraso de fase.


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