Cómo calcular ángulos de fase en circuitos RLC

Escrito por Petra Wakefield ; última actualización: February 01, 2018
Un circuito RLC contiene un resistor, un inductor y un condensador.

Un circuito RLC contiene un resistor, un inductor y un condensador. Los circuitos RLC son un tipo de circuito de corriente alterna, donde la magnitud de la tensión y la corriente siguen el patrón de una onda sinusoidal. El ángulo de fase indica la diferencia entre el voltaje y las olas de corriente. El voltaje y corriente tienen el mismo patrón de onda a través de una resistencia, pero la onda de tensión es 90 grados mayor que la onda de corriente para un inductor y 90 grados menor que para un condensador. Cuando un inductor y condensador se combinan, como en un circuito RLC, el ángulo de fase oscila entre -90 y 90 grados. Para calcular el ángulo de fase, debes conocer la resistencia, inductancia y capacitancia, así como la frecuencia o frecuencia angular.

Calcula la frecuencia angular si conoces la frecuencia. Multiplica la frecuencia por 2 * pi = 6,28 para obtener la frecuencia angular. Si la frecuencia es de 50 Hz, por ejemplo, 6,28 * 50Hz = 314 Hz.

Multiplica la frecuencia angular por la inductancia para obtener la reactancia inductiva. Si la inductancia es de 0,50 henrios, por ejemplo, (314 Hz) *(0.50 H) = 157 ohmios.

Divide 1 entre la frecuencia angular por la capacitancia para obtener la reactancia capacitiva. Si la capacidad es de 10 microfaradios, por ejemplo, 1 /(314 Hz) *(0,000001 F) = 318,5 ohmios.

Compara las reactancias inductivas y capacitivas. Si son iguales, el ángulo de fase es de 0 grados.

Resta la reactancia capacitiva de la reactancia inductiva si no son iguales. Por ejemplo, 157 ohmios - 318,5 ohmios = -161,5 ohmios.

Divide el resultado entre la resistencia. Si la resistencia es de 300 ohmios, por ejemplo, -161,5 ohmios / 300 ohmios = -0,538.

Toma la tangente inversa del resultado para obtener el ángulo de fase. Por ejemplo, tan^-1(-0,538) =-28,3 grados.

Consejos

Asegúrate de que las unidades permanezcan constantes a través del cálculo, Hertz para la frecuencia, ohmios para la resistencia, henrios para la inductancia y faradios para la capacitancia. Por ejemplo, la capacitancia a menudo tiene unidades de microfaradios, entonces divide por 1.000.000 para obtener faradios.

Sobre el autor

Petra Wakefield is a writing professional whose work appears on various websites, focusing primarily on topics about science, fitness and outdoor activities. She holds a Master of Science in agricultural engineering from Texas A&M University.

Créditos fotográficos

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