Función de transferencia del circuito RL Constante de tiempo del circuito RL Circuito RL como filtro
El resistor y el inductor son los elementos lineales (elementos que tienen una relación lineal entre voltage y corriente) y pasivos (que consumen energía) más fundamentales. Cuando un resistor y un inductor están conectados a través de un suministro de voltaje, el circuito resultante se llama circuito RL.
Tipos de Circuito RL
Circuito RL en Serie- Cuando la resistencia y el inductor están conectados en serie con el suministro de voltaje. El circuito se llama circuito RL en serie.
Circuito RL en Paralelo- Cuando la resistencia y el inductor están conectados en paralelo entre sí y son alimentados por un fuente de voltaje, el circuito resultante se llama circuito RL en paralelo.
Función de Transferencia del Circuito RL en Serie
Una función de transferencia se utiliza para analizar un circuito RL. Se define como la relación entre la salida de un sistema y la entrada de un sistema, en el dominio de Laplace.
Consideremos un circuito RL en el que la resistencia y el inductor están conectados en serie entre sí.
Sea Vin el voltaje de suministro de entrada,
VL es el voltaje a través del inductor, L,
VR es el voltaje a través de la resistencia,
y I es la corriente que fluye a través del circuito.
Ahora, para encontrar la función de transferencia, aplique la regla del divisor de tensión. La regla del divisor de tensión es la regla más simple utilizada para determinar el voltaje de salida a través de cualquier elemento en el circuito.
Establece que el voltaje dividido entre las resistencias está en proporción directa con sus respectivas resistencias.
Utilizando la regla del divisor de tensión, el voltaje a través del inductor VL es:
El voltaje a través de la resistencia VR es:
La función de transferencia, HL para el inductor es:
De manera similar, la función de transferencia, HR para la resistencia es,
Corriente
Dado que el circuito está en serie, la corriente en la resistencia y el inductor es la misma y se da por:
Constante de Tiempo en el Circuito RL
La constante de tiempo de un circuito RL se define como el tiempo que tarda la corriente en alcanzar su valor máximo que se mantuvo durante su tasa inicial de aumento.
La constante de tiempo de un circuito RL en serie es igual a la razón entre el valor del inductor y el valor de la resistencia:
Donde,
T = constante de tiempo en segundos,
L = inductor en Henry,
R = resistencia en ohmios.
En el circuito RL, debido a la presencia del inductor, la corriente en el circuito no se acumula a una tasa constante porque el inductor tiene la propiedad de oponerse al cambio en la corriente que fluye a través de él. Por lo tanto, la tasa de aumento de la corriente es inicialmente rápida, pero se ralentiza a medida que se acerca a su valor máximo. Durante cada constante de tiempo, la corriente se acumula en un 63.2 % de su distancia restante. Como se muestra en la gráfica, se requieren 5 constantes de tiempo para acumular la corriente en el circuito RL.
Circuito RL como Filtro
Filtro Pasa Bajos RL
