Guía de funcionamiento y aplicaciones de circuitos RLC resonantes

Un circuito RLC es un circuito eléctrico compuesto por una resistencia, un inductor y un capacitor, se representan con las letras R, L y C. Los circuitos RLC resonantes se conectan en serie y en paralelo. El nombre circuito RLC se deriva de la letra inicial de los componentes de resistencia, inductor y condensador. Para los propósitos presentes, el circuito forma un oscilador armónico. Usando el circuito LC, resuena. Si la resistencia aumenta, rompe las oscilaciones, esto se llama amortiguamiento. Algunas resistencias son difíciles de encontrar en tiempo real, incluso después de que la resistencia no se identifique como el componente, el circuito LC las resuelve.


Índice de Contenido
  1. Circuitos RLC resonantes
    1. factor Q
    2. Circuito serie RLC
    3. Circuito RLC arbitrario
    4. Circuito RLC en paralelo

Circuitos RLC resonantes

Si bien se trata de resonancia, es un componente complejo y hay muchas discrepancias. La impedancia z y su circuito se definen como

Z = R + JX

Donde R es resistencia, J es una unidad imaginaria y X es reactancia.

Hay un pulso firmado entre R y JX. La unidad imaginaria es una resistencia externa. La energía almacenada consta de los componentes del condensador y el inductor. Los capacitores se almacenan en el campo eléctrico y los inductores se almacenan en el campo de magnitud.

Zcontra =1/ jωc

=-J/ωc

ZL = jωL

De la ecuación Z = R + JK podemos definir las reactancias como

Xcontra = -1/ωc

XL=ωL

El valor absoluto de la reactancia de la carga del inductor y el capacitor con la frecuencia, como se muestra en la siguiente figura.

factor Q

La abreviatura de Q se define como una cualidad y también se conoce como factor de calidad. El factor de calidad describe el resonador subamortiguado. Si el resonador subamortiguado aumenta, el factor de calidad disminuye. El amortiguamiento del circuito resonador eléctrico genera la pérdida de energía en los componentes resistivos. La expresión matemática del factor Q se define como la

Q(ω) = potencia máxima energía almacenada/pérdida de potencia

El factor q depende de la frecuencia, se cita más comúnmente para la frecuencia resonante y la energía máxima almacenada en el capacitor y el inductor puede calcular la frecuencia resonante que se almacena en el circuito resonante. Las ecuaciones relevantes son

Energía máxima almacenada = LI2lrms = CV2RCMP

ILrms se denota como la corriente RMS a través del inductor. Es igual a la corriente RMS total formada en el circuito en el circuito en serie y en el circuito en paralelo no es igual. De manera similar, en el VCrms hay un voltaje a través del capacitor, se muestra en el circuito paralelo y es igual al voltaje de suministro rms, pero en serie, el circuito está de acuerdo con un divisor potencial. Así, el circuito en serie es simple para calcular la energía máxima almacenada por el indicador y en los circuitos en paralelo se considera por un capacitor.

El poder real degenera en resistencia.

P=VRrm yoRrm = yo2Rrm R=G2Rrm/R

La forma más fácil de encontrar el circuito RLC en serie

q(S)ω0 = ω0 yo2valor eficaz L/yo2valor eficaz R = ω0 gramo

El circuito paralelo es considerar el voltaje

q(PAGS)ω0 = ω0 RCV2RCMP /V2RCMP = ω0 RC

Circuito serie RLC

El circuito RLC en serie consta de una resistencia, un inductor y un condensador que están conectados en serie en el circuito RLC en serie. El siguiente diagrama muestra el circuito RLC en serie. En este circuito, el capacitor y el inductor se combinan y aumentan la frecuencia. Si uno puede volver a conectar el Xcis a un negativo, entonces está claro que XL+XC debe ser cero para esa frecuencia específica XL=-XC, los componentes de impedancia del imaginario se cancelan exactamente. En este movimiento de frecuencia, la impedancia del circuito tiene una amplitud baja y un ángulo de fase cero, se denomina frecuencia resonante del circuito.

Circuito serie RLC
Circuito serie RLC

XL +Xcontra= 0

XL = – Xcontra0L=1/ω0C = 1/LC

ω0 =√1/ML ω0

= 2Πf0

Circuito RLC arbitrario

Podemos observar los efectos de resonancia al considerar el voltaje a través de los componentes resistivos en el voltaje de entrada para un ejemplo que podemos considerar para el capacitor.

CV/V = 1/1-ω2LC + jωRC

Para los valores de R, L y C, la relación se representa frente a la frecuencia angular y la figura muestra las propiedades de amplificación. Frecuencia de resonancia

CV/V- 1/ j ω0RC

CV/V- j ω0I/D

Podemos ver que como este es un circuito positivo, la cantidad total de energía disipada es constante

Frecuencia angular rad/s

Circuito RLC en paralelo

En el circuito RLC en paralelo, la resistencia, el inductor y el condensador del componente están conectados en paralelo. El circuito RLC resonante es un circuito en serie dual en los roles de intercambio de voltaje y corriente. Por lo tanto, el circuito tiene ganancia de corriente en lugar de impedancia y la ganancia de voltaje es máxima en la frecuencia resonante o minimizada. La impedancia total del circuito está dada por

Circuito RLC en paralelo
Circuito RLC en paralelo

=R‖ZL ‖Zcontra

= R/ 1-JR (1/Xcontra + 1/XL)

= R / 1+ JR(ωc – 1/ωL)

Cuando Xcontra = - XLLos picos de resonancia regresan, por lo que la frecuencia de resonancia tiene la misma relación.

ω0 =√1/LC

Para calcular la ganancia de corriente observando la corriente en cada uno de los brazos, la ganancia del capacitor se da como

yocontra/i = jωRC/ 1+ jR(ωc – 1/ωL)

frecuencia de resonancia

La ganancia de magnitud actual se muestra en la figura, y la frecuencia resonante es

yocontra/i= jRC

Aplicaciones de los circuitos RLC resonantes

Los circuitos RLC resonantes tienen muchas aplicaciones como

  • El circuito oscilador, los receptores de radio y los televisores se utilizan con fines de sintonización.
  • El circuito serial y RLC involucra principalmente el procesamiento de señales y el sistema de comunicación
  • El circuito LC resonante en serie se utiliza para proporcionar aumento de voltaje
  • Los circuitos LC en serie y en paralelo se utilizan en el calentamiento por inducción.

Este artículo brinda información sobre el circuito RLC, los circuitos RLC en serie y en paralelo, el factor Q y las aplicaciones de los circuitos RLC resonantes. Espero que la información proporcionada en el artículo sea útil para brindar buena información y comprender el proyecto. Además, si tiene alguna pregunta con respecto a este artículo o los proyectos eléctricos y electrónicos, puede comentar en la sección a continuación. Aquí hay una pregunta para usted, en un circuito RLC paralelo, ¿qué valor siempre se puede usar como referencia vectorial?

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