Circuitos de corriente alterna rl, rc y rlc

CUIRCUITOS RL, RC Y RLC

1. Circuitos de corriente alterna RL, RC Y RLC 1

2. CONTENIDO INTRODUCCION HISTORIA DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS CIRCUITOS R-L CIRCUITOS R-C CIRCUITOS R-L-C 2

3. INTRODUCCION ¿Que es un circuito? Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes Que contiene al menos una trayectoria cerrada, tales como: Resistencias Inductores Condensadores, Fuentes, Interruptores Semiconductores

4. 6 Este circuito que está compuesto por resistencia e inductancias, donde las relaciones De fase entre la intensidad y la tensión , en los componentes resistivos, es muy distinta a las Relaciones de fase entre la tensión y la intensidad de los elementos inductivos. Reactancia inductiva En corriente alterna un inductor también presenta una resistencia al paso de la corriente Denominada reactancia inductiva. La misma se calcula como: Ω = velocidad angular = 2π(f) L = inductancia Xl = reactancia inductiva

5. 1 Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores, inductores), y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables) pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes electrónicos es denominado un circuito electrónico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseños y herramientas de análisis mucho más complejos. 4

6. Historia de los circuitos eléctricos El descubrimiento o mejor dicho el desarrollo del circuito eléctrico está íntimamente legado al propio desarrollo de los conocimientos sobre el fenómeno de la electricidad. Mientras la electricidad en su forma estática era todavía considerada poco más que un espectáculo de salón, las primeras aproximaciones científicas al fenómeno a su capacidad para ser conducida por algún medio físico fueron hechas sistemáticamente por acuciosos investigadores durante los siglos  XVII y XVIII sí fue como

7. LAS LEYES DE KIRCHHOFF Fueron formuladas por Gustav Kirchhoff en 1845, mientras aún era estudiante. Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para obtener los valores de la corriente y el potencial en cada punto de un circuito eléctrico. Surgen de la aplicación de la ley de conservación de la energía . Estas leyes nos permiten resolver los circuitos utilizando el conjunto de ecuaciones al que ellos responden. En la lección anterior Ud. conoció el laboratorio virtual LW. El funcionamiento de este y de todos los laboratorios virtuales conocidos se basa en la resolución automática del sistema de ecuaciones que genera un circuito eléctrico. Como trabajo principal la PC presenta una pantalla que semeja un laboratorio de electrónica pero como trabajo de fondo en realidad esta resolviendo las ecuaciones matemáticas del circuito.

8. La primera y segunda Ley de Kirchoff En un circuito eléctrico, es común que se generen nodos de corriente. Un nodo es el punto del circuito donde se unen mas de un terminal de un componente eléctrico. Si lo desea pronuncie “nodo” y piense en “nudo” porque esa es precisamente la realidad: dos o mas componentes se unen anudados entre sí (en realidad soldados entre sí ). Cuando un circuito posee mas de una batería y varios resistores de carga ya no resulta tan claro como se establecen la corrientes por el mismo. En ese caso es de aplicación la segunda ley de kirchoff , que nos permite resolver el circuito con una gran claridad. En un circuito cerrado, la suma de las tensiones de batería que se encuentran al recorrerlo siempre serán iguales a la suma de las caídas de tensión existente sobre los resistores.

9. CIRCUITO R-L ( definición) Los circuitos RL son aquellos que contienen una bobina (inductor) que tiene auto-inductancia , esto quiere decir que evita cambios instantáneos en la corriente. Siempre se desprecia la auto-inductancia en el resto del circuito puesto que se considera mucho menor a la del inductor .

10. CIRCUITO R-L en serie ( COMPOSICIÓN) 1 Un circuito RL puede estar conformado por una o más resistencias y por una o más inductancias, por lo cual, primero hay que reducirlas a una sola resistencia y a una inductancia, como si fueran solo inductores o solo resistores . Cuando se cierra el interruptor S, los elementos R y L son recorridos por la misma corriente . 1 1

11. CIRCUITO R-L en paralelo ( COMPOSICIÓN) Un circuito RL puede estar conformado por una o más resistencias y por una o más inductancias, por lo cual, primero hay que reducirlas a una sola resistencia y a una inductancia, como: E l valor de voltaje es el mismo para la resistencia y para la bobina. Ver el siguiente diagrama: V = VR = VL La corriente que pasa por la resistencia está en fase con el voltaje aplicado. (El valor máximo de voltaje coincide con el valor máximo de corriente).

12. APLICACIÓN DE CIRCUITO RL Aplicaciones Circuitos Rl : Electroimanes sistema de encendido de un automóvil: mediante el circuito rl , se logra que la bobina de dicho circuito proporcione una subida repentina detención tan grande que provoca una chispa en la bujía que esta conectada en paralelo a dicha bobina y a que el inductor no puede cambiar la corriente muy rápidamente

13. CIRCUITO R-C (definición) Un  circuito RC  es un circuito eléctrico compuesto de resistencias y condensadores. La forma más simple de circuito RC es el circuito RC de primer orden, compuesto por una resistencia y un condensador. Los circuitos RC pueden usarse para filtrar una señal alterna, al bloquear ciertas frecuencias y dejar pasar otras. Los filtros RC más comunes son el filtro paso alto, filtro paso bajo, filtro paso banda, y el filtro de rechazo de banda. Entre las características de los circuitos RC está la de ser sistemas lineales e invariantes en el tiempo. 11

14. 1 En corriente alterna los circuitos se comportan de una manera distinta ofreciendo una resistencia denominada reactancia capacitiva, que depende de la capacidad y de la frecuencia. Reactancia Capacitiva La reactancia capacitiva es función de la velocidad angular (por lo tanto de la frecuencia) y de la capacidad ω = Velocidad angular = 2 π f C = Capacidad Xc = 1/ ω C Xc = Reactancia Capacitiva Podemos ver en la fórmula que a mayor frecuencia el capacitor presenta menos resistencia al paso de la señal.

15. 1 12

16. CIRCUITO R-C En serie ( composición) La corriente que pasa por la resistor y por el capacitor es la misma el voltaje VS es igual a la suma fasorial del voltaje en el resistor ( vr ) y el voltaje en el capacitor ( vc ). Ver la siguiente fórmula: Vs = vr + vc (suma fasorial ) Esto significa que cuando la corriente está en su punto más alto (corriente pico), será así Tanto en el resistor como en el capacitor. Pero algo diferente pasa con los voltajes. En el resistor, el voltaje y la corriente están en Fase (sus valores máximos y mínimos coinciden en el tiempo). Pero el voltaje en el capacitor no es así.

17. Circuito r-c paralelo (composición) El valor de la tensión es el mismo en el condensador y en la resistencia y la corriente (corriente alterna ) que la fuente entrega al circuito se divide entre la resistencia y el condensador . ( It = Ir + Ic ) La corriente que pasa por la resistencia y la tensión que hay en ella están en fase debido a que la resistencia no causa desfase. La corriente en el capacitor está adelantada con respecto a la tensión (voltaje), que es igual que decir que el voltaje está retrasado con respecto a la corriente. Como ya se sabe el capacitor se opone a cambios bruscos de tensión.

18. APLICACIÓN DE LOS CIRCUITOS R-C

19. CIRCUITOS R-L-C ( definición) En electrodinámica un  circuito RLC  es un circuito lineal que contiene una resistencia eléctrica, una  bobina (inductancia) y un condensador (capacitancia). Existen dos tipos de circuitos RLC, en  serie  o en  paralelo , según la interconexión de los tres tipos de componentes. El comportamiento de un circuito RLC se describe generalmente por una ecuación diferencial de segundo orden (en donde los circuitos RC o RL se comportan como circuitos de primer orden). Con ayuda de un generador de señales, es posible inyectar en el circuito oscilaciones y observar en algunos casos el fenómeno de resonancia, caracterizado por un aumento de la corriente (ya que la señal de entrada elegida corresponde a la pulsación propia del circuito, calculable a partir de la ecuación diferencial que lo rige).

20. CIRCUITO RLC en paralelo El cálculo de la impedancia de un circuito RLC paralelo es considerablemente mas difícil que el cálculo de la impedancia del circuito RLC serie. Esto se debe a que cada rama del circuito tiene su propio ángulo de fase y estos no se pueden combinar de una manera simple. La combinación de ramas de impedancias paralelas, se realiza de la misma manera que las resistencias paralelas:

21. Circuito rlc en serie (composición) La intensidad que pasa por todos los elementos es la misma La suma (vectorial) de las diferencias de los tres elementos

22. 1 El vector resultante de la suma de los tres vectores es: