INFORME DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS II UNIDAD Resonancia en serie y paralelo Samanta Hurtado, Tamara López, Alex Páez Resumen: La resonancia es una condición definida específicamente para un circuito que contiene elementos R, L y C. Para exponerlo se hace una comparación gráfica de la magnitud y el ángulo de cierta función compleja respecto a la frecuencia f (Hz) o frecuencia angular w (rad/s). Palabras Clave: Resonancia serie, paralelo Tensión ABSTRACT. Resonance is a condition defined specifically for a circuit containing elements R, L and C. To put is a graphical comparison of the magnitude and angle of some complex function versus frequency f (Hz) or w angular frequency (rad/s). KEY WORDS: Resonance tension 1. OBJETIVOS: Interpretar el concepto de resonancia. Conocer los tipos de resonancia. Explicar los tipos de resonancia como sus aplicaciones.
2. INTRODUCCIÓN: Resonancia en un circuito RLC paralelo Cuando se conecta un circuito RLC (resistencia, bobina y condensador en paralelo, alimentado por una señal alterna (fuente de tensión de corriente alterna, hay un efecto de ésta en cada uno de los componentes. En el condensador o capacitor aparecerá una reactancia capacitiva, y en la bobina o inductor una reactancia inductiva, dadas por las siguientes fórmulas: XL = 2 x π x f x L - XC = 1 / (2 x π x f x C) Donde: π = Pi = 3.14159 f = frecuencia en Hertz L = Valor de la bobina en henrios C = Valor del condensador en faradios
Ilustración 1Resonancia en Paralelo Como se puede ver los valores de estas reactancias depende de la frecuencia de la fuente. A mayor frecuencia XL es mayor, pero XC es menor y viceversa. Hay una frecuencia para la cual el valor de la XC y XL son iguales. Esta frecuencia se llama: frecuencia de resonancia y se obtiene de la siguiente fórmula: FR = 1 / (2 x π x (L x C)1/2) En resonancia como los valores de XC y XL son iguales, se cancelan y en un circuito RLC en paralelo la impedancia que ve la fuente es el valor de la resistencia. A frecuencias menores a la de resonancia, el valor de la reactancia capacitiva es alta y la inductiva es baja. A frecuencias superiores a la de resonancia, el valor de la reactancia inductiva es alta y la capacitiva baja. Como todos los elementos de una conexión en paralelo tienen el mismo voltaje, se puede encontrar la corriente en cada elemento con ayuda de la Ley de Ohm. Así: IR = V/R, IL = V/XL, IC = V/XC
La corriente en la resistencia está en fase con la tensión, la corriente en la bobina está atrasada 90° con respecto al voltaje y la corriente en el condensador está adelantada en 90°. Nota: Es importante visualizar que los efectos de la reactancia capacitiva y la inductiva son opuestos, es por eso que se cancelan y causan la oscilación (resonancia). Los circuitos resonantes son utilizados para seleccionar bandas de frecuencias y para rechazar otras. Cuando se está en la frecuencia de resonancia la corriente por el circuito es máxima. En la figura: A una corriente menor (70.7% de la máxima), la frecuencia F1 se llama frecuencia baja de corte o frecuencia baja de potencia media. La frecuencia alta de corte o alta de potencia media es F2. El ancho de banda de este circuito está entre estas dos frecuencias y se obtiene con la siguiente fórmula: Ancho Banda = BW = F2 – F1
Ilustración 2curva de resonancia El factor de calidad (Q) o factor Q en
un circuito RLC paralelo es: Q = R/XC o R/XL
También relacionándolo con el Ancho Banda: Q = frecuencia de resonancia / Ancho de banda = FR / BW.
índice de la ganancia en tensión que se obtiene del fenómeno de la resonancia. A la resonancia en serie se le denomina resonancia en tensión. Un circuito resonante en serie favorece la transmisión de una señal senoidal a una frecuencia determinada
Resonancia en un circuito RLC serie En un circuito de corriente serie, al aumentar la aumentan la reactancias mientras que las reactancias disminuyen, que:
alterna en frecuencia inductivas capacitivas ya
Llamamos frecuencia de resonancia del circuito f0 a la frecuencia para la cual se igualan los valores absolutos de ambas impedancias y se compensan entre sí por ser de signo contrario. Por tanto, una reactancia inductiva en serie puede compensarse mediante una reactancia capacitiva en serie del mismo valor absoluto. El valor de f0 se calcula teniendo en cuenta que XL=XC :
En un circuito en resonancia en serie las tensiones en la bobina y en el condensador son iguales y de fase opuesta y son Q veces superiores a la tensión aplicada, siendo Q el llamado factor de calidad, que es adimensional. El factor de calidad da un
CONCLUSIONES La frecuencia de resonancia es la frecuencia a la que el circuito resonante serie presenta su mínima impedancia en el circuito y máxima corriente. La apropiada ubicación de los circuitos estudiados, además de la correcta elección de los componentes, permitirá diseñar FILTROS y TRAMPAS para las frecuencias elegidas. Puesto que la corriente es máxima en resonancia serie, la potencia disipada en el circuito resonante serie es máxima. Generalmente se dice que un circuito está en resonancia cuando la tensión aplicada y la corriente están en fase, el factor de potencia resulta unitario.
La resonancia es un fenómeno que debe ser tomado muy en cuenta en las diversas aplicaciones eléctricas. Es importante diferenciar con qué tipo de resonancia se está tratando. La resonancia es una relación definida para los circuitos que contienen elementos R L y C. RECOMENDACIONES Poner en práctica todos los conceptos vistos para poder calcular los valores pedidos de resonancia en serie y paralelo. BIBLIOGRAFIA. Alexander, Charles (2004) Fundamentos de Circuitos Eléctricos Tercera Edición. https://www.clubensayos.com/Cienci a/Resonancia/382042.html
http://www.geocities.ws/pnavar2/reso nancia/reso_ser.html http://www.unicrom.com/Tut_resonan ciaSerie.asp
