Circuito RLC paralelo: ¿Qué es? (Análisis de circuitos)

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Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS

Considere un circuito RLC en el que la resistencia , el inductor y el condensador están conectados en paralelo entre sí. Esta combinación en paralelo es suministrada por la tensión de alimentación, V S . Este circuito RLC paralelo es exactamente opuesto al circuito RLC en serie.

En el circuito RLC en serie , la corriente que fluye a través de los tres componentes, es decir, la resistencia, el inductor y el condensador sigue siendo la misma, pero en el circuito paralelo, el voltaje en cada elemento sigue siendo el mismo y la corriente se divide en cada componente dependiendo de la impedancia de cada componente. Es por eso que se dice que el circuito RLC paralelo tiene una relación dual con el circuito RLC en serie.
circuito rlc paralelo

La corriente total, I S extraída de la fuente, es igual a la suma vectorial de la corriente resistiva, inductiva y capacitiva, no a la suma matemática de las tres corrientes de rama individuales, ya que la corriente que fluye en la resistencia, el inductor y el condensador no son iguales fase entre sí; por lo que no se pueden sumar aritméticamente.

Aplique la ley de la corriente de Kirchhoff , que establece que la suma de las corrientes que ingresan a una unión o nodo es igual a la suma de las corrientes que salen de ese nodo que obtenemos,

Diagrama fasorial del circuito RLC paralelo

Sea V la tensión de alimentación.
I S es la corriente total de la fuente.
I R es la corriente que fluye a través de la resistencia.
I C es la corriente que fluye a través del condensador.
IL es la corriente que fluye a través del inductor.
θ es la diferencia del ángulo de fase entre la tensión de alimentación y la corriente.

Para dibujar el diagrama fasorial del circuito RLC paralelo, el voltaje se toma como referencia porque el voltaje en cada elemento permanece igual y todas las demás corrientes, es decir, I R , I C , I L se dibujan en relación con este vector de voltaje. Sabemos que en el caso de una resistencia, el voltaje y la corriente están en la misma fase; así que dibuja el vector de corriente I R en la misma fase y dirección al voltaje. En el caso del condensador, la corriente adelanta al voltaje en 90 o , por lo tanto, dibuje el vector de voltaje líder del vector I C , V en 90 o . Para el inductor, el vector de corriente I L retrasa el voltaje en 90 o, por lo tanto, dibuje I L el vector de voltaje retrasado, V en 90 o. Ahora dibuje la resultante de I R , I C , I L, es decir, la corriente I S con una diferencia de ángulo de fase de θ con respecto al vector de voltaje, V.

diagrama vectorial del circuito rlc
Simplificando el diagrama fasorial, obtenemos un diagrama fasorial simplificado en el lado derecho. En este diagrama de fasores, podemos aplicar fácilmente el teorema de Pitágoras y obtenemos,

Impedancia del circuito RLC paralelo

Del diagrama fasorial del circuito RLC paralelo obtenemos,

Sustituyendo el valor de I R , I C , I L en la ecuación anterior obtenemos,

Al simplificar,

Como se muestra arriba en la ecuación de impedancia, Z de un circuito RLC paralelo cada elemento tiene recíproco de impedancia (1 / Z) es decir admitancia , Y. Para resolver un circuito RLC paralelo es conveniente si encontramos la admitancia de cada rama y la admitancia total del circuito se puede encontrar simplemente sumando la admitancia de cada rama.

Triángulo de admisión del circuito RLC paralelo

En el circuito RLC en serie, se considera la impedancia, pero como se indica en la introducción del circuito RLC en paralelo, es exactamente opuesta a la del circuito RLC en serie; por lo que en el circuito RLC paralelo, consideraremos la admisión. La impedancia Z tiene dos componentes; resistencia , R y reactancia , X. De manera similar, la admitancia también tiene dos componentes tales como conductancia , G (recíproco de resistencia, R) y sospecha, B (recíproco de reactancia, X). Entonces, el triángulo de admitancia del circuito RLC paralelo es completamente opuesto al del triángulo de impedancia en serie.
triángulo de admisión

Resonancia en circuito RLC paralelo

Al igual que el circuito RLC en serie, el circuito RLC paralelo también resuena a una frecuencia particular llamada frecuencia de resonancia, es decir, ocurre una frecuencia en la que la reactancia inductiva se vuelve igual a la reactancia capacitiva, pero a diferencia del circuito RLC en serie, en el circuito RLC paralelo la impedancia se vuelve máxima y el circuito se comporta como puramente circuito resistivo que conduce al factor de potencia eléctrica unitario del circuito.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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