Análise de circuito RLC (en serie e en paralelo)
Nun un circuito RLC, os elementos máis fundamentais dun resistor, inductor e capacitor están conectados a través dunha tensión de alimentación. Todos estes elementos son lineais e pasivos pola súa natureza. Os componentes pasivos son os que consumen enerxía en lugar de prodúxala; os elementos lineais son aqueles que teñen unha relación linear entre a tensión e a corrente.
Hai varias formas de conectar estes elementos a través da tensión de alimentación, pero o método máis común é conectar estes elementos en serie ou en paralelo. O circuito RLC exhibe a propiedade de resonancia do mesmo xeito que o circuito LC, pero neste circuito a oscilación desaparece máis rápido en comparación co circuito LC debido á presenza do resistor no circuito.
Cando un resistor, un inductor e un capacitor están conectados en serie coa tensión de alimentación, o circuito así formado chámase circuito RLC en serie.
Xa que todos estes componentes están conectados en serie, a corrente en cada elemento permanece a mesma,
Sexa VR a tensión a través do resistor, R.
VL sexa a tensión a través do inductor, L.
VC sexa a tensión a través do capacitor, C.
XL sexa a reactancia inductiva reactancia.
XC sexa a reactancia capacitiva.
A tensión total no circuito RLC non é igual á suma alxebraica das tensións a través do resistor, o inductor e o capacitor; pero é unha suma vectorial porque, no caso do resistor a tensión está en fase coa corrente, para o inductor a tensión precede á corrente por 90o e para o capacitor, a tensión atrasa á corrente por 90o (segundo ELI the ICE Man).
Así, as tensións en cada compoñente non están en fase unas con outras; polo que non poden sumarse aritmeticamente. A figura de abaixo mostra o diagrama fasorial do circuito RLC en serie. Para debuxar o diagrama fasorial do circuito RLC en serie, a corrente toma como referencia porque, no circuito en serie a corrente en cada elemento permanece a mesma e os vectores de tensión correspondentes para cada compoñente trázanse en referencia ao vector común de corrente.
A impedancia para un circuito RLC en serie
A impedancia Z dun circuito RLC en serie defineuse como a oposición ao fluxo de corrente debido á resistencia eléctrica R, a reactancia inductiva, XL e a reactancia capacitiva, XC. Se a reactancia inductiva é maior que a reactancia capacitiva, é dicir, XL > XC, entón o circuito RLC ten un ángulo de fase atrasado e se a reactancia capacitiva é maior que a reactancia inductiva, é dicir, XC > XL, entón o circuito RLC ten un ángulo de fase adiantado e se ambas, a inductiva e a capacitiva, son iguais, é dicir, XL = XC, entón o circuito comportarase como un circuito puramente resistivo.
Sabemos que
Onde,
Substituíndo os valores
Circuito RLC en paralelo
No circuito RLC en paralelo, o resistor, o inductor e o capacitor están conectados en paralelo a través dunha tensión de alimentación. O circuito RLC en paralelo é exactamente o oposto ao circuito RLC en serie. A tensión aplicada permanece a mesma en todos os compoñentes e a corrente de alimentación divide.
A corrente total extraída da alimentación non é igual á suma matemática da corrente fluindo nos compoñentes individuais, pero é igual á súa suma vectorial de todas as correntes, xa que a corrente fluindo no resistor, inductor e capacitor non están na mesma fase entre si; polo que non poden sumarse aritmeticamente.
Diagrama fasorial do circuito RLC en paralelo, I
