{"id":3615,"date":"2024-09-18T04:04:47","date_gmt":"2024-09-18T04:04:47","guid":{"rendered":"https:\/\/lash.utrng.edu.mx\/?p=3615"},"modified":"2024-10-14T05:30:51","modified_gmt":"2024-10-14T05:30:51","slug":"circuitos-rclresistor-capacitor-inductor","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lash.utrng.edu.mx\/?p=3615","title":{"rendered":"Introducci\u00f3n a los Circuitos RCL(Resistor, Capacitor, Inductor)"},"content":{"rendered":"\n

Los circuitos RCL<\/strong> son aquellos que contienen un resistor (R)<\/strong>, un condensador (C)<\/strong> y un inductor (L)<\/strong>. Estos componentes se comportan de forma diferente en un circuito de corriente alterna (CA) debido a las propiedades de cada uno de ellos, generando ciertos efectos como resonancia, desfase, e impedancia compleja.<\/p>\n\n\n\n

Las leyes del voltaje y de la corriente de Kirchhoff se aplican tanto a circuitos de CA como a circuitos de CD:<\/p>\n\n\n\n

\"Ley<\/figure>\n\n\n\n\n\n\n\n

El voltaje de la fuente es la suma de todas las ca\u00eddas de voltaje entre los extremos de los resistores, como en un circuito de CD. La potencia en circuitos de CA resistivos se determina del mismo modo que para circuitos de CD:<\/p>\n\n\n

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Ejemplo 1:<\/h3>\n\n\n\n

Determinar el voltaje rms presente entre los extremos de cada resistencia y la corriente rms. La fuente de voltaje se da como valor rms. Determine, adem\u00e1s, la potencia total.<\/p>\n\n\n

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Soluci\u00f3n : La resistencia<\/strong> total del circuito es:<\/p>\n\n\n

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Aplicando la ley de Ohm para determinar la corriente<\/strong> rms:<\/p>\n\n\n

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La ca\u00edda de voltaje<\/strong> rms entre los extremos de cada resistor es:<\/p>\n\n\n

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La potencia <\/strong>total es:<\/p>\n\n\n

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CAPACITORES EN CIRCUITOS DE CA<\/h3>\n\n\n\n

Como se sabe, un capacitor bloquea la corriente directa<\/strong>. Un capacitor deja pasar la corriente alterna<\/strong> pero con cierta cantidad de oposici\u00f3n, llamada reactancia capacitiva<\/strong>, que depende de la frecuencia de la corriente alterna.<\/p>\n\n\n\n

Para explicar a cabalidad c\u00f3mo funcionan los capacitores en un circuito de CA, se debe introducir el concepto de derivada<\/strong>. La derivada <\/strong>de una cantidad que var\u00eda con el tiempo es la raz\u00f3n de cambio instant\u00e1nea de dicha cantidad. Recordemos que la corriente<\/strong> es la velocidad de flujo de la carga (electrones). Por consiguiente, la corriente instant\u00e1nea,<\/strong> i<\/strong>, se expresa como la raz\u00f3n de cambio instant\u00e1nea de la carga, q,<\/strong> con respecto al tiempo, t<\/strong>.<\/p>\n\n\n

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de acuerdo con una regla b\u00e1sica del c\u00e1lculo diferencial, la derivada de q con respecto al tiempo es dq\/dt = C(dv\/dt). Como i = dq\/dt, se obtiene la siguiente relaci\u00f3n:<\/p>\n\n\n

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La corriente instant\u00e1nea en el capacitor es igual a la capacitancia multiplicada por la raz\u00f3n de cambio instant\u00e1nea del voltaje presente entre las terminales del capacitor.<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Mientras m\u00e1s r\u00e1pido cambia el voltaje entre las terminales de un capacitor, mayor es la corriente.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

De nuevo, un incremento de i<\/strong><\/em> presupone menos oposici\u00f3n (XC<\/sub> es menor), y una disminuci\u00f3n de i<\/em><\/strong> presupone oposici\u00f3n (XC<\/sub> es mayor). Por consiguiente, XC<\/sub> es inversamente proporcional a i<\/em><\/strong>, y por tanto, inversamente proporcional a la capacitancia. La reactancia capacitiva es inversamente proporcional tanto a f<\/em><\/strong> como a C<\/strong>.<\/p>\n\n\n

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La reactancia capacitiva<\/strong>, XC<\/sub>, est\u00e1 en ohms cuando f <\/em><\/strong>est\u00e1 en hertz y C<\/strong> en farads. Advierta que 2\u03c0<\/strong> aparece en el denominador como una constante de proporcionalidad. Este t\u00e9rmino se deriva a partir de la relaci\u00f3n de onda seno al movimiento de rotaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Ejemplo<\/h3>\n\n\n\n

Se aplica un voltaje sinusoidal a un capacitor, como indica la siguiente figura. La frecuencia de la onda senoidal es de 1 kHz<\/strong>. Determine la reactancia capacitiva:<\/p>\n\n\n

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Ley de Ohm<\/strong> La reactancia de un capacitor <\/strong>es an\u00e1loga a la resistencia <\/strong>de un resistor, de hecho, ambas se expresan en ohms<\/strong>. En vista de que tanto R como XC<\/sub> son formas de oposici\u00f3n a la corriente, la ley de Ohm es aplicable a circuitos capacitivos y resistivos.<\/p>\n\n\n

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Ejemplo<\/h3>\n\n\n\n

Determine la corriente rms en el siguiente circuito:<\/p>\n\n\n

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Primero, determine la reactancia capacitiva:<\/p>\n\n\n

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Segundo, aplique la ley de Ohm:<\/p>\n\n\n

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Potencia en un capacitor<\/h3>\n\n\n\n

capacitor cargado almacena energ\u00eda
en el campo el\u00e9ctrico dentro del diel\u00e9ctrico. Un capacitor ideal no disipa energ\u00eda; s\u00f3lo la guarda temporalmente. Cuando se aplica un voltaje de CA a un capacitor, \u00e9ste guarda energ\u00eda durante una parte del ciclo de voltaje; luego la energ\u00eda guardada regresa a la fuente durante otra parte del ciclo. No hay p\u00e9rdida neta de energ\u00eda.<\/p>\n\n\n\n