Qué es la reactancia capacitiva : Funcionamiento y sus aplicaciones
En un circuito, la reactancia es la oposición que se ofrece a través de un condensador (C) y un inductor (L) al flujo de corriente alterna. Está muy relacionada con la resistencia, pero la reactancia cambia en función de la frecuencia de la fuente de tensión y se mide en ohmios (Ω), y la reactancia es muy compleja por naturaleza que la resistencia, porque su valor depende principalmente de la frecuencia de la señal que fluye por el condensador. Existen dos tipos de reactancia reactancia capacitiva (XC) y reactancia inductiva (XL). Por ello, este artículo trata una visión general de la reactancia capacitiva y su funcionamiento con aplicaciones.
¿Qué es la reactancia capacitiva?
La reactancia capacitiva puede definirse como; en un circuito de corriente alterna, la oposición que ofrece un condensador a la alimentación de corriente alterna. Un condensador resiste los cambios dentro de la diferencia de potencial, o bien la tensión a través de sus dos placas. Es inversamente proporcional a la frecuencia de la señal y a la capacitancia. Generalmente se representa mediante "Xc" y se mide en ohmios (Ω).
¿Cómo funciona una capacitancia?
Un condensador es un componente pasivo que se utiliza para almacenar energía eléctrica procedente de una fuente de energía como una pila. Incluye dos terminales que están separados por un aislante (material dieléctrico) y conectados a dos placas metálicas. Una vez activado, el condensador libera electricidad rápidamente en una fracción de segundo.
Reactancia capacitiva en un circuito de corriente alterna
En el circuito de corriente alterna, el flujo de corriente a través del condensador (C) es directamente proporcional a la tasa de cambio del suministro de tensión. Si se utiliza una onda sinusoidal en el suministro de tensión, se utiliza la onda coseno en la corriente. Pero, el flujo de la corriente en todo el circuito de CA se opondrá a través de alguna resistencia. Así que este tipo de oposición al flujo de corriente se conoce como reactancia capacitiva. Por tanto, el condensador tiene reactancia capacitiva en los circuitos de CA.
Por tanto, sólo está disponible en los circuitos de CA basados en condensadores. En los circuitos de CA, la capacidad del condensador depende principalmente de los semiciclos positivo y negativo de la alimentación de tensión. Depende principalmente de la frecuencia de la alimentación de tensión. El fórmula de la reactancia capacitiva puede darse como
Reactancia capacitiva (Xc) = 1/2πfC
Donde, π = 3,14
F= frecuencia en Hertz (Hz)
C = Capacitancia en faros (F)
En la ecuación anterior, 2πƒ también puede escribirse con la letra griega "ω" para indicar una frecuencia angular. A partir de la fórmula anterior, se puede observar que si se aumenta la capacitancia o la frecuencia, la reactancia capacitiva global puede disminuir.
Cuando la frecuencia se aproxima al infinito, la reactancia del condensador se reduce a cero, de modo que actúa como un conductor perfecto.
Pero, cuando la frecuencia se aproxima a cero, de lo contrario la CC, entonces la reactancia de los condensadores aumentará hasta el infinito, lo que actúa como una enorme resistencia. Así que, finalmente, la reactancia capacitiva (Xc) es inversamente proporcional a la frecuencia (f) para cualquier valor de capacitancia.
Reactancia capacitiva en serie
Cuando los condensadores se conectan en serie, la capacitancia total es inferior a una de las capacitancias de los condensadores conectados. Si se conectan en serie un mínimo de dos o más condensadores, el efecto global es el de un solo condensador, incluyendo la cantidad total de la separación de placas de los condensadores separados.
Ctotal = 1/1/C1+1/C2 +...+1/Cin
Reactancia capacitiva en paralelo
Cuando los condensadores se conectan en paralelo, la capacitancia total es el número de las capacitancias de los condensadores individuales. Si se conectan dos o más condensadores en paralelo, el efecto global es el de un único condensador equivalente que incluye la cantidad total de las áreas de las placas de los condensadores separados.
Ctotal = C1+C2+...+Cin
Consulta este enlace para saber más sobre los condensadores en serie y en paralelo
Ejemplo:
Los tres condensadores de un circuito como C1 = 10 µF, C2 = 20 µF y C3 = 25µF están conectados a una fuente de 60 Hz, ¿cuál es la reactancia capacitiva (Xc) cuando los condensadores están conectados en serie y en paralelo?
Para condensadores en serie:
Sabemos que los valores del circuito de conexión en serie son como C1 = 10 µF, C2 = 20 µF y C3 = 25µF.
Cuando los condensadores están conectados en serie, entonces Ctotal = 1/1/C1+1/C2 +1/C3
1/ C1 = 1/10 = 0.1
1/C2 = 1/20 = 0.05
1/C3 = 1/25 = 0.04
Ctotal = 1/1/C1+1/C2 +1/C3 => 1/0,1+0,05+0,04
Ctotal =.1/0.19 = 5.26 µF
Para los condensadores en paralelo:
Sabemos que los valores del circuito de conexión en paralelo son como C1 = 10 µF, C2 = 20 µF y C3 = 25µF.
Cuando los condensadores se conectan en paralelo, entonces Ctotal = C1+C2 +C3
Ctotal = 10+20+25 = 55 µF
Gráfico de reactancia capacitiva en función de la frecuencia
A continuación se muestran las características entre la reactancia capacitiva y la frecuencia, En el siguiente gráfico, la reactancia capacitiva del condensador disminuye cuando aumenta la frecuencia de la alimentación de tensión en el circuito. Por tanto, esto indica claramente que la reactancia capacitiva es inversamente proporcional al suministro de frecuencia para la señal de CA aplicada.
Además, una vez que aumenta la frecuencia del suministro de tensión utilizado en el circuito de CA, el flujo de corriente dentro del circuito de CA aumenta linealmente. Por lo tanto, el aumento del flujo de corriente en el circuito de CA se produce principalmente debido al cambio de tensión a través de las dos placas del condensador.
Reactancia capacitiva frente a reactancia inductiva
El diferencia entre reactancia capacitiva y reactancia inductiva incluye lo siguiente.
|
Reactancia capacitiva |
Reactancia inductiva |
| La reactancia capacitiva se conecta con frecuencia a través del campo eléctrico que cambia entre dos placas conductoras que están dispuestas separadas entre sí por un material aislante. | La reactancia inductiva se asocia generalmente con el campo magnético cercano a un cable conductor de corriente. |
| Se denota con "XC' | La reactancia inductiva se denota con "XL' |
| La unidad de reactancia capacitiva es "Ohms | La unidad de reactancia inductiva es "Ohms" |
| Se puede formar gracias al condensador, que se conoce como elemento capacitivo. | Puede estar formado por el inductor, que se conoce como elemento inductivo. |
| Su fórmula es Xc = 1/2πfC | Su fórmula es XL = 2πfL |
| La función de los elementos capacitivos es almacenar energía eléctrica en forma de campo eléctrico. | La función de un elemento inductivo es almacenar energía eléctrica en forma de campo magnético. |
| Se genera debido a la oposición de tensión a través de los condensadores. | Se genera debido a la oposición de corriente a través del inductor. |
| Creará un desfase entre la tensión y la corriente. | Creará un desfase de potencia entre las formas de onda de la tensión y la corriente. |
Aplicaciones
El aplicaciones de la reactancia capacitiva incluyen las siguientes.
- Se utiliza en diferentes circuitos, como los filtros de CA o en los circuitos de suavización de la fuente de alimentación de CC, para disminuir los efectos no deseados de la tensión de ondulación, ya que el condensador aplica un carril de señal de cortocircuito a cualquier señal de frecuencia innecesaria en los terminales o/p.
- La reactancia capacitiva se utiliza para bloquear la CC, pero proporciona menos reactancia para la CA.
- Para los circuitos de CA o CC, la resistencia es la misma, pero la reactancia capacitiva depende de la frecuencia.
- La capacitancia necesaria (C) es menor para las frecuencias más altas.
¿Cuál es el papel de la reactancia capacitiva?
La función principal de la reactancia capacitiva es una medida de cómo un condensador limita el flujo de CA. Se mide en ohmios.
¿Por qué los condensadores bloquean las bajas frecuencias?
Un condensador es un dispositivo reactivo, por lo que bloquea las bajas frecuencias como la CC y permite las altas frecuencias como la CA. Un condensador tiene una alta impedancia/resistencia para las señales de baja frecuencia, por lo que estas señales están bloqueadas.
¿Cómo varía la reactancia capacitiva XC con la frecuencia?
La reactancia capacitiva (Xc) de un condensador se reduce cuando aumenta la frecuencia entre sus dos placas. Por tanto, la reactancia capacitiva (Xc) es inversamente proporcional a la frecuencia.
¿Cuál es el efecto de la reactancia capacitiva?
El efecto de la reactancia capacitiva es hacer que el flujo de corriente guíe a la tensión.
¿Cuáles son los efectos combinados de la reactancia inductiva y la reactancia capacitiva?
El efecto combinado de la resistencia y la reactancia inductiva y capacitiva constituye la oposición total al flujo de corriente en un circuito de corriente alterna, que se conoce como impedancia (Z). La impedancia puede medirse en ohmios.
¿Cuál es la reactancia capacitiva total?
La reactancia total es la suma de las reactancias individuales. Así que la reactancia capacitiva (X) de un condensador (C) puede medirse utilizando esta fórmula como Xc = 1/2 πfc.
Así pues, se trata de una visión general de la reactancia capacitiva. Así, esta reactancia impide que la componente de corriente continua de una señal se suministre, aunque, aparte, afectará a la señal alterna que pueda surgir. Los condensadores se utilizan en varios diseños de circuitos electrónicos y eléctricos, por lo que el cálculo de la nivel de reactancia es muy importante. Aquí tienes una pregunta, ¿cuáles son las ventajas e inconvenientes de la reactancia capacitiva?
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