Reactancia inductiva

En corriente alterna un inductor también presenta una resistencia al paso de la corriente denominada reactancia inductiva. La misma se calcula como:



ω = Velocidad angular = 2π f
L = Inductancia
Xl = Reactancia inductiva

Circuitos inductivos puros

Funcionamiento con una señal senoidal
Durante el semiciclo positivo, al aumentar la tensión de alimentación, la corriente encuentra cierta dificultad al paso a través de la bobina, siendo al comienzo máxima la tensión sobre la misma y decreciendo a medida que circula mayor corriente. Cuando la tensión y el campo magnético son máximos, el potencial de alimentación comienza a decrecer y debido al campo magnético autoinducido, la corriente continúa circulando. En una inductancia podemos ver que, a diferencia del capacitor, la tensión adelanta a la corriente.

Angulo entre la tensión y la corriente
En los circuitos inductivos puros, la tensión sobre el inductor se encuentra adelantada 90 grados sobre la corriente.


Impedancia
En circuitos inductivos puros está formada únicamente por la reactancia inductiva.
En forma polar la expreasmos como el módulo de Z y 90 grados de desfase:

Circuitos RL en corriente alterna

En un circuito RL en corriente alterna, también existe un desfasaje entre la tensión y la corriente y que depende de los valores de R y de Xc y tiene valores mayores a 0 y menores a 90 grados.

Angulo de desfase

Impedancia (Z)
La impedancia tiene una componente real (por R) y una imaginaria (por Xl). En forma binómica se representa como:



En forma polar se representa mediante su módulo (raiz cuadrada de la suma de los cuadrados de R y Xl) y su ángulo de desfase.

Módulo de la impedancia:



Impedancia en forma polar



Intensidad
La intensidad se calcula como la tensión (atrasada enΦ,ya que es lo que la tensión adelanta) dividido por el módulo de la impedancia.

La inductancia se define como la oposición de un elemento conductor (una bobina) a cambios en la corriente que circula a través de ella.

También se puede definir como la relación que hay entre el flujo magnético (Φb) y la corriente y que fluye a través de una bobina.

El valor de la inductancia viene dado exclusivamente por las características de la bobina y por la permeabilidad magnética (μ) del medio en el que se localiza,

Se mide en henrios. (L) y se matemáticamente se define así:

Henrios.- Unidad de medida de la inductancia en el Sistema Internacional. Equivale a la inductancia de un circuito cerrado en el que se produce una fuerza electromotriz de un voltio al variar uniformemente su corriente eléctrica a razón de un amperio en cada segundo.

Circuitos Capacitivos

La capacitancia.-

Como se mencionó cuando se tiene una distrubición de carga una positiva y una negativa ubicadas en diferentes puntos, debido a su configuración se tiene una energía debido al campo eléctrico producido por las mimsas al afectar las diferentes regiones. Pero, también se puede dar que con solo una carga se genere undisturbio electromagnético en el espacio, por lo cual las diferentes regiones tienen una capacidad asociada. La ecuación que relaciona la carga con la diferencia de potencial entre diferentes puntos o líneas de puntos,es:
q = C V
donde C es la constante de proporcional entre la carga que genera el distrubio y la diferencia de potencial entre los puntos en estudio. Esta constante que es la capacidad depende de la forma geométrica de la región en estudio y de los involucrados en dichas regiones. Para ilustrar el uso de dicha ecuación analice los siguientes ejercicios.
Ejercicios:
Determine la capacitancia de una zona que es afecta por una carga puntual, localizada en el centro, la zona está delimitada por los radios a y b, tal que a<b.
Solución:
q = cV
donde V= | Va - Vb|

V = | - ∫ _a^b E * dr |

V = | - ∫ _a^b k q r * dr / r³ |

V = kq ( 1/a - 1/b)

V = k q (b-a)/ (a * b)

De manera que:
q = C * k q (b - a) /( a*b)
C = 4 pi ε_oa*b/( b-a)
Respuesta: La capacitancia de la zona esférica entre los radios a y b es C = 4 pi ε_o a*b/( b-a).

El circuito básico capacitivo está compuesto por un condensador al cual mediante unos conectores se le aplica energía proveniente de una fuente. La fuente genera el disturbio que polariza cada placa. La carga de un capacitor es el valor absoluta de la carga contenida en cualquiera de las dos placas.

Circuito capacitivo discreto en paralelo

Un circuito paralelo capacitivo está constituído por una fuente y n condensadores conectados a dos nodos en común. Nodo es el punto donde se unen varios dispositivos. Dado que los nodos son comunes para todos los elementos las caídas de potencial son las mismas para todos. Al giual que en el circuito en serie, la energía suministrada por la fuente es igual a la suma de las energías acumuladas por cada uno de los condensadores, es decir:

Ubat = UC1 + UC2 + UC3 + ... + UCn

La carga eléctrica de cada condensador se calcula mediante q = C V, por lo que la carga positiva total del sistema sería:
qtotal = q1 + q2 + q3 + ... + qn
qtotal = C1 V + C2 V + C3 V + ... + Cn V
Por lo tanto:
qtotal = V ( C1 + C2 + C3 + ... + Cn)
la cual es la carga que posee el condensador equivalente a todo el conjunto de condensadors conectados en paralelo, dado C = q/ V, entonces:
Cequivalente = C1 + C2 + C3 + ... + Cn = Σ Ci

Se denomina faradio o farad (símbolo F), en honor a Michael Faraday, a la unidad de capacidad eléctrica del Sistema Internacional de Unidades (SI).

Condensador ideal cuya capacidad se expresa en faradios.
Un faradio es la capacidad de un condensador entre cuyas armaduras existe una diferencia de potencial eléctrico de 1voltio (1 V) cuando está cargado de una cantidad de electricidad igual a un colombio(1 C).
En electrotecnia mide más específicamente la capacidad de un condensador o un sistema de conductores, es decir, la carga que puede almacenar cuando se le aplica una tensión.

No debe confundirse con el faraday (unidad), que es una antigua unidad de carga eléctrica equivalente a la constante de Faraday.