Otras carreras Circuito RLC AC Serie - Duda

[XaviPacheco]

Saludos.
Estuve tomando medidas de tensión en un circuito RLC AC en serie y noté que el voltaje de la bobina es mucho mayor que el voltaje que ofrece la fuente de alimentación. Pero ¿por qué pasa esto?
Agradezco la ayuda!

[arivasm]

Re: Circuito RLC AC Serie - Duda

Se debe a la existencia de desfases. En particular, como el voltaje en el condensador está desfasado en medio ciclo respecto de la inducción ambos voltajes se restan. Así, por ejemplo, en un circuito LC si el voltaje en la bobina (ideal) es de 200 V y en el condensador es de 190 V en la fuente (o si lo prefieres, entre los extremos de la asociación LC) será de 10 V.

[Alriga]

En este hilo que se ha consultado muchas veces, ponemos un ejemplo en el que la tensión de la bobina supera a la tensión de la fuente de alimentación: Sea un circuito serie RLC alimentado con un generador de alterna de U=100 V y f=50 Hz. Si en este circuito R=20 Ohm, L=100 mH y C=100 uF, operando en el SI de unidades se obtiene:

$j X_L=j w L=j 31.4159$

$j X_C=1/(j w C)=-j 31.8310$

$Z=R+j X_L+jX_C=20-j 0.4151=20.0043 \angle -1.19^{\circ}$

$I=U/Z=\dfrac{100}{20-j 0.4151}=4.9978+j 0.1037=4.9989\angle 1.19^{\circ}$

La tensión en la Inductancia es mayor que la tensión de alimentación del circuito:

$U_L=I X_L=4.9989\cdot 31.4159=\boldsymbol{157.05 \ V > 100 \ V}=U$

$U_L=-3.2584+j 157.0120 =157.0458 \angle 91.19^{\circ}$

La tensión en el Condensador es mayor que la tensión de alimentación del circuito:

$U_C=I X_C=4.9989\cdot 31.8310=\boldsymbol{159.12 \ V > 100 \ V}=U$

$U_C=3.3015-j 159.0864=159.1207 \angle -88.81^{\circ}$

Por completar, la tensión en la Resistencia será.

$U_R=I R=4.9989\cdot 20=99.9785 \ V$

Observad que a este circuito le falta muy poco para estar en Resonancia a la frecuencia de 50 Hz. Un circuito serie RLC está en resonancia cuando $X_L=X_C$ y en este ejemplo $X_L=31.4 \approx 31.8=X_C$

Saludos.