Comprender Conductancia, Susceptancia y Admitancia en Circuitos de CA

¿Qué es la Conductancia?

En análisis de circuitos de CC, el concepto que sirve como inverso de la resistencia se llama conductancia. Se vuelve especialmente útil al simplificar redes de resistores en paralelo:

Rparalelo = 1 / (1/R₁ + 1/R₂ + … + 1/Rₙ)

Mientras que agregar resistores en paralelo reduce la resistencia total, las conductancias simplemente se acumulan. Matemáticamente, la conductancia es el recíproco de la resistencia: G = 1/R. Cada término 1/R en la ecuación de resistencia paralela es, de hecho, una conductancia.

La resistencia cuantifica cuánto un componente se opone al flujo de electrones, mientras que la conductancia mide cuán fácilmente los electrones pueden pasar. Donde "resistencia" es una medida de oposición, "conductancia" es una medida de capacidad.

Históricamente, la conductancia se expresaba en mhos (ohmios deletreado al revés). Hoy la unidad SI es el Siemens (símbolo S). En fórmulas, el símbolo G denota conductancia.

Los elementos reactivos —inductores y capacitores— se oponen a cambios de corriente en el tiempo en lugar de proporcionar resistencia constante. Esta oposición dependiente del tiempo se llama reactancia y también se mide en ohmios.

¿Qué es la Susceptancia?

Así como la conductancia complementa a la resistencia, el recíproco de la reactancia se llama susceptancia. Se define como B = 1/X y, como la conductancia, se mide en Siemens.

El símbolo para susceptancia es B —la misma letra que denota densidad de flujo magnético en electromagnetismo, pero en análisis de circuitos se refiere exclusivamente a la parte imaginaria de la admitancia.

Reactancia vs. Susceptancia

La terminología refleja la de resistencia y conductancia: la reactancia describe cómo un circuito resiste cambios de corriente en el tiempo, mientras que la susceptancia describe cuán fácilmente un circuito acepta una corriente variable en el tiempo.

Al evaluar varias reactancias puras en paralelo, a menudo es más fácil convertir cada reactancia X en su correspondiente susceptancia B, sumar los valores B, y luego tomar el recíproco para obtener la reactancia equivalente:

Xparalelo = 1 / (1/X₁ + 1/X₂ + … + 1/Xₙ)

Las susceptancias, como las conductancias, se suman en paralelo y se combinan en serie. Ambas son cantidades escalares. Sin embargo, cuando elementos resistivos y reactivos coexisten, una sola cantidad escalar ya no basta.

En redes mixtas, los conceptos de impedancia (Z, medida en ohmios) y su recíproco, admitancia (Y, medida en Siemens), se vuelven esenciales. La impedancia es un número complejo que encapsula tanto resistencia como reactancia; la admitancia es su recíproco complejo.

¿Qué es la Admitancia?

La admitancia, denotada Y y medida en Siemens, es el recíproco de la impedancia. Mientras la impedancia cuantifica cuánto un circuito impede la CA, la admitancia cuantifica cuánto permite el flujo de corriente.

Como la impedancia es una cantidad compleja, la admitancia también es compleja. Las calculadoras científicas modernas pueden manejar aritmética compleja en formas polar y rectangular, por lo que rara vez necesitará usar las cifras separadas de susceptancia (B) o admitancia (Y) explícitamente. No obstante, entender su significado sigue siendo valioso.

HOJA DE TRABAJO RELACIONADA:

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