Análise de Circuito RLC (Série e Paralelo)

Em um circuito RLC, os elementos mais fundamentais de um resistor, indutor e capacitor estão conectados em uma tensão de alimentação. Todos esses elementos são lineares e passivos por natureza. Componentes passivos são aqueles que consomem energia em vez de produzi-la; elementos lineares são aqueles que têm uma relação linear entre tensão e corrente.

Existem várias maneiras de conectar esses elementos à tensão de alimentação, mas o método mais comum é conectá-los em série ou em paralelo. O circuito RLC exibe a propriedade de ressonância da mesma forma que o circuito LC, mas neste circuito a oscilação se extingue rapidamente em comparação com o circuito LC devido à presença do resistor no circuito.

Quando um resistor, indutor e capacitor são conectados em série com a tensão de alimentação, o circuito formado é chamado de circuito RLC série.

Como todos esses componentes estão conectados em série, a corrente em cada elemento permanece a mesma,

Seja VR a tensão através do resistor, R.
VL seja a tensão através do indutor, L.
VC seja a tensão através do capacitor, C.
XL seja a reatância indutiva reatância.
XC seja a reatância capacitiva.

A tensão total no circuito RLC não é igual à soma algébrica das tensões através do resistor, do indutor e do capacitor; mas é uma soma vetorial, pois, no caso do resistor, a tensão está em fase com a corrente, para o indutor, a tensão antecipa a corrente em 90o e, para o capacitor, a tensão atrasa a corrente em 90o (conforme ELI the ICE Man).

Portanto, as tensões em cada componente não estão em fase umas com as outras; portanto, não podem ser somadas aritmeticamente. A figura abaixo mostra o diagrama fasorial do circuito RLC série. Para desenhar o diagrama fasorial do circuito RLC série, a corrente é tomada como referência, pois, no circuito série, a corrente em cada elemento permanece a mesma e os vetores de tensão correspondentes para cada componente são desenhados em referência ao vetor de corrente comum.

A Impedância para um Circuito RLC Série

A impedância Z de um circuito RLC série é definida como a oposição ao fluxo de corrente devido à resistência do circuito resistência R, reatância indutiva, XL e reatância capacitiva, XC. Se a reatância indutiva for maior que a reatância capacitiva, ou seja, XL > XC, então o circuito RLC tem ângulo de fase atrasado e se a reatância capacitiva for maior que a reatância indutiva, ou seja, XC > XL, então o circuito RLC tem ângulo de fase avançado e, se ambas as reatâncias indutiva e capacitiva forem iguais, ou seja, XL = XC, o circuito se comportará como um circuito puramente resistivo.
Sabemos que
Onde,
Substituindo os valores

Circuito RLC Paralelo

No circuito RLC paralelo, o resistor, indutor e capacitor estão conectados em paralelo em uma tensão de alimentação. O circuito RLC paralelo é exatamente o oposto do circuito RLC série. A tensão aplicada permanece a mesma em todos os componentes e a corrente de alimentação é dividida.

A corrente total retirada da alimentação não é igual à soma matemática da corrente fluindo nos componentes individuais, mas é igual à sua soma vetorial de todas as correntes, pois a corrente fluindo no resistor, indutor e capacitor não estão na mesma fase umas com as outras; portanto, não podem ser somadas aritmeticamente.

Diagrama fasorial do circuito RLC paralelo, I