resonancia RLC

Tema: RESONANCIA EN SERIE Y PARALELO

Resonancia en circuito RLC (resistencia, inductor, capacitor) en serie
Resonancia serie
La reactancia inductiva de un circuito serie R-L-C aumenta con la frecuencia, mientras que la reactancia capacitiva disminuye con el aumento de la frecuencia del voltaje aplicado. Se dice que el circuito está en resonancia para la frecuencia en la cual las reactanciascapacitiva e inductiva son iguales (es decir, XL = XC) . En resonancia o a la frecuencia natural (fr) .


donde fr es en ciclos/seg, si L es en henrios y C es en faradios, o

donde fr es en ciclos/seg, si L está en henrios y C en micro faradios (µf), o f en megaciclos/seg, L es en µh (microhenrios) y C es en µµf. Dado que la reactancia neta (XL - XC) es cero a resonancia la impedancia totaldel circuito iguala a la resistencia serie, Z = R , y su valor es mínimo.


Circuito resonante en conexión serie
Relaciones de fase entre tensiones y corrientes en un circuito resonante
Según observamos en la figura superior , vemos que en la bobina , la intensidad se encuentra atrasada 90 grados con respecto a la tensión y en el capacitor , la misma intensidad se encuentra adelantada ,también 90 grados , con respecto a la tensión . o sea que la tensión en la bobina estará desplazada 180 grados con respecto a la tensión en el capacitor , y como para resonancia ambas tensiones son iguales , las mismas se cancelarán mútuamente , lo cual denuestra que entre los extremos de L y C conjuntamente , no habrá caída de tensión , y en consecuencia la intensidad será máxima .
Este sería elcaso ideal de un circuito sin resistencia óhmica en sus componentes . Habiendo algún valor de R , la caída de tensión se producirá por efecto de dicha resistencia únicamente , y bien sabemos que en un circuit alterno resistivo , la tensión se encuentra en fase con la intensidad . Resumiendo entonces tenemos que , en un circuito resonante en serie como el de la figura , para la condición deresonancia la intensidad a través del mismo será máxima y por lo tanto la impedancia mínima . Esta última quedará limitada sólo por la resistencia óhmica , y siendo la resistencia óhmica la única oposición al flujo de corriente , tensión e intensidad se encontrarán en fase . Las reactancias capacitivas e inductivas se cancelarán entre sí , igual que las caídas de tensión en la bobina y el capacitor , porestar 180 grados fuera de fase .
corriente de línea (total),
factor de potencia,
ángulo de fase,



Por lo tanto, en resonancia, la corriente está en fase con el voltaje aplicado.
Curva de resonancia de circuitos en serie .
Vemos a continuación las curvas indicativas de los diferentes valores que asume la intensidad de un circuito resonante serie , en función de las variaciones de lafrecuencia de la tensión aplicada , o bien de las variaciones del valor de la inductancia o capacidad de dicho circuito .


 
Curva de intensidad en un circuito serie funcionando en resonancia
Curvas de decrecimiento de la intensidad por efecto resistivo en un circuito resonante serie .
 

Sabemos que para la condición de resonancia corresponderá el máximo valor de intensidad por elcircuito . Y bien , si variamos la frecuencia de la tensión aplicada , veríamos que : a una frecuencia menor que la de resonancia , la corriente estaría limitada por la reactancia capacitiva , que iría asumiendo mayor valor cuando más se fuera reduciendo la frecuencia de la tensión aplicada . A su vez , la reactancia inductiva iría disminuyendo , haciéndose , así más notable la diferencia entre ambasreactancias y por lo tanto mayor la oposición total al pasaje de la intensidad .
Por lo tanto , cuanto mas se bajara la frecuencia de la tensión aplicada , en mayor grado decrecería la intensidad de la corriente .
Igual condición se cumpliría en circunstancias inversas . Si la frecuencia de la tensión aplicada se fuera aumentando , a partir del valor de resonancia , mayor sería la reactancia...