Circuíto RLC en serie (Diagrama de circuito e diagrama fasorial)

Que é un circuito RLC en serie?

Un circuito RLC en serie é aquel no que o resistor, o indutor e o condensador están conectados en serie a través dunha voltaxe de alimentación. O circuito resultante chámase circuito RLC en serie. A continuación amóstrase un diagrama de circuito e fasor para un circuito RLS en serie.

Diagrama de fasores dun circuito RLC en serie

O diagrama de fasores dun circuito RLC en serie trázase combinando os diagramas de fasores do resistor, inductor e condensador. Antes de facelo, debe entenderse a relación entre a voltaxe e a corrente no caso do resistor, condensador e inductor.

1. 
   

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

2. Indutor
   No inductor, a voltaxe e a corrente non están en fase. A voltaxe precede á corrente por 90° ou, en outras palabras, a voltaxe alcanza o seu valor máximo e cero 90° antes da corrente.

3. Condensador
   No caso do condensador, a corrente precede á voltaxe por 90° ou, en outras palabras, a voltaxe alcanza o seu valor máximo e cero 0° despois da corrente, é dicir, o diagrama de fasores do condensador é exactamente o oposto ao do inductor.

4. 
   

NOTA: Para lembrar a relación de fase entre a voltaxe e a corrente, aprenda esta palabra simple chamada 'CIVIL', é dicir, no condensador a corrente precede á voltaxe e a voltaxe precede á corrente no inductor.

Circuito RLC
Para trazar o diagrama de fasores dun circuito RLC en serie, siga estes pasos:

Paso I. No caso dun circuito RLC en serie; o resistor, o condensador e o inductor están conectados en serie; polo tanto, a corrente que circula en todos os elementos é a mesma, é dicir, I r = Il = Ic = I. Para trazar o diagrama de fasores, tome o fasor de corrente como referencia e débelle na horizontal como se mostra no diagrama.
Paso II. No caso do resistor, a voltaxe e a corrente están na mesma fase. Polo tanto, trácese o fasor de voltaxe, VR na mesma dirección que o fasor de corrente, é dicir, VR está en fase con I.
Paso III. Sabemos que no inductor, a voltaxe precede á corrente por 90°, así que trácese Vl (caída de voltaxe no inductor) perpendicular ao fasor de corrente en dirección de avance.
Paso IV. No caso do condensador, a voltaxe segue á corrente por 90°, así que trácese Vc (caída de voltaxe no condensador) perpendicular ao fasor de corrente en dirección descendente.
Paso V. Para trazar o diagrama resultante, trácese Vc en dirección ascendente. Agora trácese o resultante, Vs que é a suma vectorial das voltaxes Vr e VL – VC.

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 do circuito R, reactancia inductiva, XL e reactancia capacitiva, XC. Se a reactancia inductiva é maior que a capacitiva, é dicir, XL > XC, entón o circuito RLC ten un ángulo de fase atrasado e se a reactancia capacitiva é maior que a inductiva, é dicir, XC > XL entón o circuito RLC ten un ángulo de fase adiantado e se ambas, inductivas e capacitivas, son as mesmas, é dicir, XL = XC entón o circuito comportarase como un circuito puramente resistivo.

Sabemos que,

Substituíndo os valores VS2 = (IR)2 + (I XL – I XC )2