Anónimo
Voltaje en la bobina supera voltaje de z
Estoy haciendo el calculo de un circuito RLC, y me sorprendio que el voltaje en la bobina resulto mayor que el voltaje de la impedancia total.
El circuito tiene una R de 2 ohms, una L de 4 Hy y no tenia la xc, pero si tenia los uf del condensador que eran 60 microfaradios y también tenia como dato importante el voltaje en el condensador que era de 20 v.
Primero halle la xl :
xl = 2pi x 50 hz x 4 Hy= 1256 ohmios
Posteriormente halle la xc del condensador con la respectiva formula:
xc = 1000000/ 2pi .50hz . 60 = 53.07 Ohms
Luego con ese dato calcule la I del capacitor haciendo:
Ic = vc/xc = 20/53.07 = 0,376 A
Esa es la misma corriente que tengo en la bobina y en la R pura, porque esta todo en serie.
De manera que halle el voltaje en R y el voltaje en la bobina:
VR = R x I = 2 ohms x 0,376 A = 0,753 v
Luego el Voltaje en la bobina:
VL = XL por I = 1256 x 0,376 = 472 v
Y finalmente para determinar el voltaje total de Z, sume vr y vl vectorialmente :
Vz = raíz cuadrada de 2 exp 2 + (1256- 53,07)exp 2 =
Y me dio 452 V, es decir el voltaje en z es menor que el voltaje de la bobina, ¿Cuál es la explicación?
2 Respuestas
¿Y no te sorprende que justamente la diferencia entre Vz y Vl sea precisamente 20 voltios?
Que resultan ser los voltios del condensador!😀😀
Ten en cuenta que las tensiones son vectores y precisamente el vector tensión del condensador está retrasado 90 grados respecto a la corriente y el vector tensión de la bobina está adelantado 90 grados respecto a la corriente. Si haces el dibujo vectorial veras que las dos tensiones estan desfasadas 180 grados entre sí. Y por tanto se restan entre sí.
En resumen, despreciando la tensión en R (que es muy pequeña comparada co Vc y Vl ) el circuito esta alimentado con los 452 voltios y aparecen 472 v en la bobina y 20 v en el condensador
Y SI, en los circuitos RLC pueden aparecer tensiones superiores a la de la alimentación. Es lo que se conoce como factor de sobretensión y esta relacionado con el QUE del circuito.
Mierda de corrector donde pone "QUE" debería poner Q .
¡Gracias!
Con respecto a tu comentario efectivamente los voltajes se suman (porque están en serie) vectorialmente pero como están desfasados 180 grados en realidad se restan los módulos y el vector resultante tiene la misma fase que el voltaje mayor. Por tanto ya tiene una explicación.
Respecto a que no se puede aplicar Kirchoff en los circuitos con vectores. No estoy de acuerdo. Se puede aplicar perfectamente y de hecho se hace para resolver circuitos en alterna. Unicamente hay que escribir todas las corrientes, tensiones e impedancias en su forma compleja. (parte real + parte imaginaria) de la forma a+b*i. Y seguir las reglas del álgebra de números complejos.
Para ampliar la respuesta anterior te muestro que pasaría si llevamos tu circuito a resonancia... Como sabrás... Frecuencia resoná,, ncia 1/2piV1/LC ... 1/2piV3330.....9.19 hertz.
Para esta frecuencia resonante las reactancias serán coincidentes y valen 288.6 ohms cada una... Con lo cual la impedancia Z resultante será la resistencia óhmica de 2 ohms... si tener aplicada una tensión de 25 volts a esa frecuencia (9.19 hertz)... la corriente será de 25/2. :12.50 A y .. los voltajes sobreC
Y L serán opuestos en fase y valdrán cada uno... 12.50 A por 288.5 ohms : 3600 volts aprox... como las sobretensiones no son nada despreciables...
Así es jl1234.......yo asumí esa tensión de 25 volts... Vos le respondiste correctamente de acuerdo a los datos del problema..... Yo le quise dar un ejemplo de como pueden elevarse los voltajes cuando hay elementos reactivos..... Saludos........ - albert buscapolos Ing°
No puse atención a que la diferencia de voltaje entre bobina y condensador eran 20 voltios, porque asumi que la ley de tensiones de kirchoff en estos circuitos no se cumple ya que es una suma vectorial., sin embargo ahora que lo pienso me sorprende que el voltaje de la fuente sea igual a la diferencia entre las tensiones de la bobina y el condensador. - Anónimo
OK GRACIAS QUEDO CLARO - Anónimo