potencias

Circuitos RLC
En los circuitos RLC se acoplan resistencias, capacitores e inductores. Existe también un ángulo de desfasaje entre las tensiones y corrientes (y entre las potencias), que incluso puede llegar a hacerse cero. En caso de que las reactancias capacitivas e inductivas sean de distinto valor para determinada frecuencia, tendremos desfasajes.

Dependiendo de cuál de las reactanciassea mayor podremos afirmar si se trata de un circuito con características capacitivas o inductivas y por lo tanto si la tensión adelanta a la corriente (y con qué ángulo) o si la corriente adelanta a la tensión.

A continuación detallamos los valores de un circuito RLC simple en serie.




Reactancia capacitiva


ω = Velocidad angular = 2πf
C = Capacidad
Xc = Reactancia capacitivaReactancia inductiva



ω = Velocidad angular = 2πf
L = Inductancia
Xl = Impedancia inductiva

Impedancia total del circuito RLC serie



R = Resistencia
Xl = Reactancia inductiva
Xc = Reactancia capacitiva

Angulo de desfasaje entre tensión y corriente



Xl = Reactancia inductiva
Xc = Reactancia capacitiva
R = Resistencia


Corriente máxima
El módulo de la corrientemáxima que circula por el circuito es igual al módulo de la tensión máxima sobre el módulo de la impedancia.



Corriente eficaz
Para ondas senoidales podemos calcular la intensidad eficaz como:













Potencia en corriente alterna
Como vimos, en corriente alterna existen desfasajes entre la tensión y la corriente debido a las capacidades e inductancias del circuito que creancampos eléctricos y magnéticos. La energía que almacenan estos campos temporalmente se devuelve al circuito (por ejemplo cuando el capacitor se descarga o el campo magnético del inductor se auto induce). Esto hace que la potencia total suministrada por la fuente no siempre sea la consumida por el circuito. Una parte de la potencia se utiliza para crear esos campos, pero no se consume. Sin embargola fuente debe proveerla para el funcionamiento del circuito.



Encontramos en este tipo de circuito tres valores distintos de potencia.
Potencia activa
Es la potencia consumida en el circuito (por ejemplo convertida en calor, energía mecánica, etc). El la potencia que se utiliza.

Pact = Ief2 R
Potencia reactiva
Es la potencia necesaria para crear los campos eléctricos y magnéticos.Es una potencia devuelta al circuito, pero que está presente.

Preact = Ief2 (Xl-Xc)
Potencia aparente
Es la suma (en forma vectorial) de las potencias activa y reactiva. Su valor depende del ángulo de desfasaje.

Pap = Ief2 Z




P = Potencia aparente
Pa = Potencia activa
Pr = Potencia Reactiva


Resonancia
Resonancia en serie
Un circuito está en resonancia cuando las reactanciasXl y Xc se igualan en una misma frecuencia. Si se trata de un circuito RLC en serie la impedancia total está dada por:




Por lo tanto con valores iguales de Xl y Xc se anula la parte reactiva siendo la impedancia total igual a la R.

Dado que la potencia reactiva se calcula como:

Preact = Ief2 (Xl-Xc)

También ésta se anula por lo tanto la potencia aparente es igual a la potenciaactiva. En este circuito no existe desfasaje entre corriente y tensión.

En resonancia la corriente máxima se calcula como


Resonancia en paralelo
También existe la resonancia en paralelo en dónde la impedancia se hace máxima a la frecuencia de resonancia.



El Factor de potencia
El factor de potencia se define como el cociente de la relación de la potencia activa entre la potenciaaparente; esto es:
f.d.p. = P/S
El factor de potencia es un término utilizado para describir la cantidad de energía eléctrica que se ha convertido en trabajo.
El valor ideal del factor de potencia es 1, esto indica que toda la energía consumida por los aparatos ha sido transformada en trabajo.
Por el contrario, un factor de potencia menor a la unidad significa un mayor consumo de energía...