Análise do circuito en serie RL

Que é un circuito RL?

Un circuito RL (tamén coñecido como filtro RL ou rede RL) defínese como un circuito eléctrico que consiste nos elementos pasivos de circuito dun resistor (R) e un inductor (L) conectados xuntos, alimentados por unha fonte de voltaxe ou unha fonte de corrente.

Debido á presenza dun resistor na forma ideal do circuito, un circuito RL consumirá enerxía, semellante a un circuito RC ou un circuito RLC.

Isto difire da forma ideal dun circuito LC, que non consumirá enerxía debido á ausencia dun resistor. Aínda que isto só se dá na forma ideal do circuito, e na práctica, incluso un circuito LC consumirá algo de enerxía debido á resistencia non nula dos compoñentes e dos cables de conexión.

Considera un circuito RL simple no que o resistor, R, e o inductor, L, están conectados en serie con unha voltaxe de V volts. Supón que a corrente que circula no circuito é I (amperios) e a corrente a través do resistor e do inductor é IR e IL, respectivamente. Como ambos o resistor e o inductor están conectados en serie, a corrente en ambos os elementos e no circuito permanece a mesma. IR = IL = I. Sexan VR e Vl a caída de tensión a través do resistor e do inductor.

Aplicando a lei de tensión de Kirchhoff (ou sexa, a suma das caídas de tensión debe ser igual á tensión aplicada) a este circuito, obtemos,

Diagrama fasorial para un circuito RL

Antes de debuxar o diagrama fasorial dun circuito RL en serie, debería coñecerse a relación entre a tensión e a corrente no caso do resistor e do inductor.

1. 
   

1. Resistor
   No caso do resistor, a tensión e a corrente están na mesma fase ou podemos dicir que a diferenza de ángulo de fase entre a tensión e a corrente é cero.

1. 
   

1. Inductor
   No inductor, a tensión e a corrente non están en fase. A tensión antecede á corrente por 90o ou, en outras palabras, a tensión alcanza o seu valor máximo e cero 90o antes de que a corrente o alcance.

1. Circuito RL
   Para debuxar o diagrama fasorial dun circuito RL en serie; siga os seguintes pasos:

Paso I. No caso dun circuito RL en serie, o resistor e o inductor están conectados en serie, polo que a corrente que circula en ambos os elementos é a mesma, ou sexa, IR = IL = I. Polo tanto, toma a fasor de corrente como referencia e debúxao no eixo horizontal como se mostra no diagrama.
Paso II. No caso do resistor, tanto a tensión como a corrente están na mesma fase. Polo tanto, debuxa o fasor de tensión, VR ao longo do mesmo eixo ou dirección que o fasor de corrente. Isto é, VR está en fase con I.

Paso III. Sabemos que no inductor, a tensión antecede á corrente por 90o, polo que debuxa VL (caída de tensión a través do inductor) perpendicular ao fasor de corrente.
Paso IV. Agora temos dúas tensións, VR e VL. Debuxa o vector resultante (VG) destas dúas tensións. Como,
e a partir do triángulo rectángulo obtemos, o ángulo de fase


CONCLUSIÓN: No caso dun circuito puramente resistivo, o ángulo de fase entre a tensión e a corrente é cero e no caso dun circuito puramente inductivo, o ángulo de fase é 90