Ideas clave
En corriente alterna la tensión y la corriente oscilan de forma sinusoidal. Las bobinas y los condensadores se oponen a la corriente en una cantidad que depende de la frecuencia, y la oposición total es la impedancia.
- El valor eficaz (rms) de una sinusoide es su pico dividido entre √2. Las tensiones de la red y las lecturas de los polímetros son valores rms.
- La reactancia inductiva X_L = 2πfL crece con la frecuencia. La reactancia capacitiva X_C = 1 ÷ (2πfC) disminuye con la frecuencia.
- En un circuito RLC en serie la impedancia es Z = √(R² + (X_L − X_C)²), y la corriente rms es V_rms ÷ Z. Las reactancias se oponen entre sí y no se suman aritméticamente con R.
- En resonancia, f₀ = 1 ÷ (2π√(LC)), X_L es igual a X_C, la impedancia es solo R y la corriente es máxima. Un transformador ideal escala la tensión según la relación de espiras.
Ecuaciones clave
V_rms = V_peak ÷ √2X_L = 2πfLX_C = 1 ÷ (2πfC)Z = √(R² + (X_L − X_C)²)f₀ = 1 ÷ (2π√(LC))V_s ÷ V_p = N_s ÷ N_p
Ejemplo resuelto
Un circuito en serie tiene R = 30 Ω, X_L = 80 Ω y X_C = 40 Ω con una fuente de 120 V rms. La reactancia neta es 80 − 40 = 40 Ω, así que Z = √(30² + 40²) = 50 Ω. La corriente es 120 ÷ 50 = 2,4 A rms y el ángulo de fase es arctan(40 ÷ 30) = 53°.
Errores comunes
- Sumar directamente resistencia y reactancia en lugar de hacerlo en cuadratura.
- Mezclar valores pico y rms en el mismo cálculo.
- Olvidar que X_C disminuye al aumentar la frecuencia, mientras que X_L aumenta.
Práctica
Ponte a prueba con preguntas de práctica sobre este tema: Circuitos de corriente alterna