Circuito serie RC

Un circuito que contiene resistencia pura R ohms conectada en serie con un capacitor puro de capacitancia C faradios se conoce como Circuito Serie RC. Se aplica un voltaje sinusoidal y la corriente I fluye a través de la resistencia (R) y la capacitancia (C) del circuito.

El circuito de la serie RC se muestra en la siguiente figura:

RC-SERIES-circuitoDonde,

  • VR – voltaje a través de la resistencia R
  • VC – voltaje a través del condensador C
  • V: voltaje total en el circuito de la serie RC

    Diagrama fasorial del circuito de la serie RC

    El diagrama fasorial del circuito serie RC se muestra a continuación:

    DIAGRAMA-FASORIAL-DE-RC-SERIES-CKT-compresor

    Pasos para dibujar un Diagrama Fasorial

    Los siguientes pasos se utilizan para dibujar el diagrama fasorial del circuito de la serie RC

    • Tome la corriente I (valor rms) como vector de referencia
    • La caída de tensión en la resistencia VR = IR se toma en fase con el vector de corriente
    • La caída de tensión en la reactancia capacitiva VC = IXC se dibuja 90 grados por detrás del vector de corriente, ya que la corriente se adelanta a la tensión en 90 grados (en el circuito capacitivo puro)
    • La suma vectorial de las dos caídas de tensión es igual a la tensión aplicada V (valor eficaz).

    Ahora,

    VR = IR y CV = IXC

    Donde XC = I/2πfC

    En el triángulo rectángulo OAB,RC-SERIES-CKT-EQ1

    Donde,
    RC-SERIES-CKT-EQ2

    Z es la oposición total que ofrece al flujo de corriente alterna un circuito en serie RC y se llama impedancia del circuito Se mide en ohmios (Ω).

    Ángulo de fase

    Del diagrama fasorial que se muestra arriba, es claro que la corriente en el circuito se adelanta al voltaje aplicado por un ángulo ϕ y este ángulo se llama el ángulo de fase.RC-SERIES-CKT-EQ3

    Potencia en el circuito de la serie RC

    Si el voltaje alterno aplicado a través del circuito está dado por la ecuaciónRC-SERIES-CKT-EQ4

    Luego,RC-SERIES-CKT-EQ5

    Por tanto, la potencia instantánea viene dada por p = vi

    Poniendo el valor de v e i de la ecuación (1) y (2) en p = viRC-SERIES-CKT-EQ6

    La potencia media consumida en el circuito durante un ciclo completo viene dada por:RC-SERIES-CKT-EQ7

    Donde cosϕ se llama Factor de potencia del circuitoRC-SERIES-CKT-EQ8

    Poniendo el valor de V y cosϕ de la ecuación (3) el valor de la potencia seráRC-SERIES-CKT-EQ9

    De la ecuación (4) está claro que la energía es consumida solo por la resistencia y el capacitor no consume energía en el circuito.

    Forma de onda y curva de potencia del circuito de la serie RC

    La forma de onda y la curva de potencia del circuito RC se muestran a continuación:
    RC-SERIES-CIRCUITO-FORMA DE ONDALos distintos puntos de la curva de potencia se obtienen del producto del valor instantáneo de la tensión y la corriente.

    La potencia es negativa entre el ángulo (180° – ϕ) y 180° y entre (360° -ϕ) y 360° y en el resto del ciclo la potencia es positiva. Como el área bajo los lazos positivos es mayor que la que está debajo de los lazos negativos, la potencia neta en un ciclo completo es positivo.

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