¿Qué son la reactancia y la impedancia en el circuito de corriente alterna?

La reactancia se define como una cantidad eléctrica debido a la cual la corriente alterna se opone a un inductor o capacitor o una combinación de ambos en un circuito. La impedancia es el factor opuesto neto a la corriente alterna. La reactancia también puede denominarse impedancia ofrecida por un inductor o un condensador. La reactancia se denota por X y la impedancia por Z. En este artículo, analizaremos la reactancia y la impedancia en detalle.

Índice de contenidos

¿Qué es la reactancia?
- Explicación de la reactancia:
¿Qué es la impedancia?
- Explicación de la impedancia:

¿Qué es la reactancia?

La reactancia es la oposición que se ofrece al flujo de corriente alterna. Esta oposición puede deberse al inductor (L) o al condensador (C). El valor de la reactancia debido al inductor que tiene la inductancia L es ωL, mientras que su valor es (1/ωC) para el capacitor que tiene la capacitancia C.

Explicación de la reactancia:

Consideremos un circuito para una mejor comprensión. En el circuito, un inductor con inductancia L Henry está conectado a una fuente alterna V = VmSinωt. Aquí, ω es la frecuencia angular en radianes/seg. ω = 2πf donde f es la frecuencia de suministro en Hz. La corriente en el circuito es I.

La corriente I que circula por el circuito es igual a [VmSin(ωt – π/2) / (ωL)]. Por lo tanto, el valor máximo de esta corriente se da como

Im = (Vm/ ωL)

= (Vm/XL)

donde XL = ωL

Observe cuidadosamente la expresión anterior de corriente y compárela con la Ley de Ohm (I = V/R). Notarás que, aquí XL está haciendo el trabajo de R. Es decir, XL = ωL se opone al flujo de corriente al igual que lo hace una resistencia. Esta es la razón; se llama reactancia. Como lo ofrece un inductor, se le llama reactancia inductiva y se indica con el símbolo XL.

Consideremos ahora otro circuito que consta de un condensador y una fuente alterna como se muestra a continuación.

La corriente a través del circuito es igual a (VmωC)Sin(ωt+π/2). Por lo tanto, el valor máximo de corriente tendrá lugar cuando Sin(ωt+π/2) = 1 y este valor se da a continuación.

Im = Vm/ (1/ωC)

= Vm/XC

Al comparar el valor anterior de la corriente Im con la Ley de Ohm (I = V/R), es claro que XC se opone al flujo de corriente y actúa como resistencia. Esta XC = (1/ωC) se llama reactancia capacitiva.

¿Qué es la impedancia?

La impedancia en un circuito de corriente alterna se define como el factor opuesto neto al flujo de corriente. Esta oposición puede deberse a Resistencia e Inductancia o Resistencia y Capacitancia o Resistencia, Inductancia y Capacitancia. Se denota con el símbolo Z. Z a menudo se expresa como Z = R+jX donde X es la reactancia.

Explicación de la impedancia:

Para tener un concepto claro de impedancia, consideremos el circuito que se muestra a continuación. En este circuito, una resistencia pura R y una bobina inductiva pura con inductancia L están conectadas en serie.

Sea, V = valor rms del voltaje aplicado

I = valor rms de la corriente del circuito

VR = Caída de tensión en R

VL = Caída de tensión en la bobina

Suponga que la corriente del circuito es el fasor de referencia. La caída de tensión en la resistencia estará en fase con la corriente I. Sin embargo, la caída de tensión en la bobina inductiva se adelantará a la corriente I en 90°. Estas caídas de voltaje se muestran en el triángulo de voltaje OAB.

Los vectores OA, AB y OB representan la caída de tensión en la resistencia (VR), la caída de tensión inductiva (VL) y la tensión de alimentación (V) respectivamente. La tensión de alimentación (V) es la hipotenusa de este triángulo de tensión. Por lo tanto, la tensión de alimentación puede calcularse como se indica a continuación.

La cantidad Z es la impedancia de magnitud del circuito de corriente alterna. Desde el triángulo de voltaje, el voltaje de suministro también se puede escribir usando el operador j. Esto se muestra a continuación.

V = (IR) + j(IXL)

yo = V / (R+jXL)

= V/Z

Por lo tanto, impedancia Z = R+jX. Por lo tanto, la impedancia es una cantidad compleja. El ángulo que forma la Z con el fasor de referencia se calcula a partir de tanƟ = (X/R).