Cálculo y comportamiento de los circuitos de corriente alterna (CA)

1. Circuitos de CA

Los circuitos de corriente alterna (CA) están formados por diferentes tipos de receptores conectados en serie y/o en paralelo. El cálculo de los valores instantáneos de estos circuitos es complejo, por lo que se utiliza una simplificación mediante el uso de valores eficaces, representaciones gráficas vectoriales y el empleo de números complejos, expresados principalmente en forma binómica y en coordenadas polares.

2. Circuito en serie RL

Un circuito en serie RL es un circuito óhmico inductivo, que consta de una resistencia RRR conectada en serie con una inductancia de coeficiente de autoinducción LLL. En este tipo de circuito:

  • El corriente que circula por el circuito está desfasada respecto a la tensión aplicada por un ángulo ϕ\phiϕ, donde el valor de ϕ\phiϕ está comprendido entre 0>ϕ>−90∘0 > \phi > -90^\circ0>ϕ>−90∘.
  • En un circuito RL, el desfase entre la corriente y la tensión depende de la relación entre la resistencia RRR y la inductancia LLL, y se calcula mediante la reactancia inductiva XLX_LXL​, que determina la oposición que presenta la inductancia al paso de la corriente alterna.

El valor del ángulo de desfase ϕ\phiϕ está determinado por la relación entre XLX_LXL​ y RRR:tan⁡(ϕ)=XLR\tan(\phi) = \frac{X_L}{R}tan(ϕ)=RXL​​

En este caso, el circuito inductivo provoca que la corriente se retrase respecto a la tensión aplicada, lo que se refleja en el ángulo de desfase ϕ\phiϕ.

3. Representación del circuito

El análisis de estos circuitos en CA con valores instantáneos se realiza utilizando la representación vectorial o fasorial, donde:

  • La tensión y la corriente se representan como vectores (o fasores), y se analizan mediante sus componentes en el plano complejo o utilizando las coordenadas polares.
  • La relación entre tensión y corriente en un circuito RL se expresa con la impedancia ZZZ, que tiene tanto una parte real (resistencia RRR) como una parte imaginaria (reactancia inductiva XLX_LXL​), y se calcula como:

Z=R2+XL2Z = \sqrt{R^2 + X_L^2}Z=R2+XL2​


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