Circuitos en corriente alterna RLC

Los receptores en corriente alterna (c.a.) se pueden comportar de 3 formas diferentes.

 Receptores Resistivos puros. Solo tienen resistencia pura. Se llaman receptores R.

 Receptores Inductivos puros. Solo tienen un componente inductivo puro (bobina). Se llaman L.

 Receptores Capacitivos puros. Solo tienen un componente capacitivo (condensadores). Se llaman C.

 En realidad no hay ningún receptor R, L o C puro, ya que por ejemplo un motor eléctrico tiene un bobinado con componente L, pero también esta bobina, por ser un cable, tiene una parte resistiva, por lo tanto será un receptor RL o incluso si tiene una parte capacitiva será receptor RLC.

 Para analizar estos receptores en circuitos, es mejor hacerlo de forma separada con su componente  R, L y C por separado. Así tenemos 3 tipos de circuitos, dependiendo el receptor.

 Circuitos R, solo resistencia.

 Circuitos L, solo bobina.

 Circuito C, solo condensador.

  Aunque como ya vimos los circuitos reales serian RL, RC o RLC.

 Vamos a estudiar como serían estos 3 circuitos por separado y luego veremos como serían los circuitos RL, RC y RLC.

El circuito RL tiene un componente resistivo y otro inductivo (R y L). Aquí partimos de la impedancia que será un número complejo. El ángulo de desfase depende de la cantidad de componente inductivo que tenga.

 Z = R + Xlj , como Xl= w x L  (frecuencia angular por inductancia) podemos decir también Z = R + (w x L) j

 Este número complejo lo podemos representar con el llamado triángulo de impedancia:

CIRCUITO RC

 Este es igual solo que ahora tenemos Xc en lugar de Xl. Además  Xc = 1/(wCj) y por lo tanto Z = R + 1/(wCj) en numero complejo. Pero si hacemos el triangulo de impedancias en este caso la Z en número natural sería:

 Z² = R² + (1/(wC))²

 Ves que es igual pero sustituyendo Xl por Xc que es 1/wC, en lugar de Xl que es wL.

 Ahora vamos analizar los circuito RLC que son los más interesantes:

Circuito RLC

Analizando un circuito RLC en serie, la corriente (corriente alterna) que pasa por la resistencia, el condensador y la bobina es la misma y la tensión Vac es igual a la suma fasorial de la tensión en la resistencia (VR) y la tensión en el condensador (VC) y la tensión en la bobina VL. Vac = VR+VC+VL(suma fasorial)

La impedancia total del circuito RLC anterior es: ZT = R + XL + XC (suma vectorial) ó R + j(XL – XC) ó R + jX , donde:

XC = reactancia capacitivaXL = reactancia inductivaR = valor del resistorX = la diferencia de XL y XC. (Si X es positivo predomina el efecto inductivo. Si X es negativo predomina el efecto capacitivo.

La corriente en el circuito se obtiene con la Ley de Ohm:

I = V/Z = Vac/ZT = Vac/( R + jX)1/2  y  El ángulo de fase es: 0 = arctan (X/R)

Nota: El paréntesis elevado a la 1/2 significa raíz cuadrada.

Refracción

La refracción es el cambio de dirección y velocidad que experimenta una onda al pasar de un medio a otro con distinto índice refractivo. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda señalada.

Un ejemplo de este fenómeno se ve cuando se sumerge un lápiz en un vaso con agua: el lápiz parece quebrado. También se produce refracción cuando la luz atraviesa capas de aire a distinta temperatura, de la que depende el índice de refracción. Los espejismos son producidos por un caso extremo de refracción, denominado reflexion total. Aunque el fenómeno de la refracción se observa frecuentemente en ondas electromagnéticas como la luz, el concepto es aplicable a cualquier tipo de onda.

Reflexión

La reflexión es el cambio de dirección de una onda, que, al entrar en contacto con la superficie de separación entre dos medios cambiantes, regresa al punto donde se originó. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua.

La luz es una manifestación de energía. Gracias a ella las imágenes pueden ser reflejadas en un espejo, en la superficie del agua o un suelo muy brillante. Esto se debe a un fenómeno llamado reflexión de la luz. La reflexión ocurre cuando los rayos de luz que inciden en una superficie chocan en ella, se desvían y regresan al medio que salieron formando un ángulo igual al de la luz incidente, muy distinta a la refracción.

Luz

Se llama luz (del latín lux, lucis) a la parte de la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano. En física, el término luz es considerado como parte del campo de las radiaciones conocido como espectro electromagnético, mientras que la expresión luz visible señala específicamente la radiación en el espectro visible. La luz, como todas las radiaciones electromagnéticas, está formada por partículas elementales desprovistas de masa denominadas fotones, cuyas propiedades de acuerdo con la dualidad onda partícula explican las características de su comportamiento físico. Se trata de una onda esférica.

Corriente alterna

LA CORRIENTE ALTERNA (C.A.)

Además de la existencia de fuentes de FEM de corriente directa o continua (C.D.) (como la que suministran las pilas o las baterías, cuya tensión o voltaje mantiene siempre su polaridad fija), se genera también otro tipo de corriente denominada alterna (C.A.), que se diferencia de la directa por el cambio constante de polaridad que efectúa por cada ciclo de tiempo.

La característica principal de una corriente alterna es que durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se invierten tantas veces como ciclos por segundo o hertz posea esa corriente. No obstante, aunque se produzca un constante cambio de polaridad, la corriente siempre fluirá del polo negativo al positivo, tal como ocurre en las fuentes de FEM que suministran corriente directa.

Espejos

Espejos planos:

Los espejos planos los utilizamos con mucha frecuencia. Si eres buen observador te habrás fijado en que la imagen producida por un espejo plano es virtual, ya que no la podemos proyectar sobre una pantalla, tiene el mismo tamaño que el objeto y se encuentra a la misma distancia del espejo que el objeto reflejado.

Espejos esféricos

Los espejos retrovisores de los automóviles, los que se encuentran en las esquinas de las calles con poca visibilidad, los que se utilizan para la vigilancia en los centros comerciales, los que usamos en el cuarto de baño para vernos "aumentados", etc son ejemplos de espejos esféricos.

Hay dos clases de espejos esféricos, los cóncavos y los convexos.

Reflexion

La reflexión es el cambio de dirección de una onda, que, al entrar en contacto con la superficie de separación entre dos medios cambiantes, regresa al punto donde se originó. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua.