Comprender Resistencia, Reactancia e Impedancia en Circuitos de CA

Antes de profundizar en cómo resistores, inductores y capacitores se comportan juntos en redes de corriente alterna (CA), repase los conceptos fundamentales.

Resistencia

La resistencia es la fricción eléctrica que se opone al flujo de corriente. Es inherente a todos los conductores —excepto superconductores ideales— y se expresa más comúnmente en elementos resistivos dedicados. Cuando una señal de CA atraviesa un resistor, la caída de voltaje resultante está en fase con la corriente. El símbolo para resistencia es R, y su unidad es el ohmio (Ω).

Reactancia

La reactancia representa la oposición que surge de campos eléctricos o magnéticos cambiantes, análoga a la inercia en sistemas mecánicos. Es la marca de capacitores e inductores. Para un elemento puramente reactivo, la caída de voltaje retrasa o adelanta a la corriente exactamente 90°, dependiendo del tipo de componente. La reactancia se denota por X y se mide en ohmios (Ω).

Impedancia

La impedancia combina tanto resistencia como reactancia en una sola cantidad compleja que describe la oposición total al flujo de CA. Cada elemento de circuito exhibe impedancia, lo que la convierte en el parámetro natural para análisis de CA. Cuando la CA pasa a través de una impedancia, la caída de voltaje puede estar entre 0° y 90° fuera de fase con la corriente. La impedancia se simboliza con Z y se expresa en ohmios en su forma compleja.

Los resistores ideales exhiben solo resistencia, mientras que inductores y capacitores perfectos muestran solo reactancia. Como todos los componentes poseen impedancia en última instancia, es práctica estándar convertir valores de resistencia, inductancia y capacitancia en impedancia antes de analizar un circuito de CA.

Resistor, inductor y capacitor perfectos.

El ángulo de fase de impedancia de un componente es el desfase entre su voltaje y corriente. Para un resistor, el ángulo es 0°, ya que voltaje y corriente están siempre en fase. El voltaje de un inductor adelanta a la corriente en +90°, dándole un ángulo de +90°. El voltaje de un capacitor retrasa a la corriente 90°, resultando en un ángulo de –90°.

Las impedancias se suman en serie y se combinan en paralelo igual que las resistencias en circuitos de CC. La versión de CA de la Ley de Ohm, expresada en términos de impedancia, se ilustra a continuación:

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo de impedancia
• Hoja de trabajo de potencia de CA
• Hoja de trabajo de reactancia capacitiva
• Hoja de trabajo de reactancia inductiva