2.3 REACTANCIAS E IMPEDANCIAS.

 

Reactancia inductiva, resistencia e impedancia.

Los efectos de la inductancia en un circuito de corriente alterna son dos:

a) Crear una oposición al flujo de la corriente.
b) Originar un retardo o trazo en la intensidad.
 

Reactancia inductiva.

El estudio de la inductancia muestra que un cambio en el campo magnético induce un voltaje en tal sentido que se opone a cualquier cambio en la intensidad de la corriente. Esto da lugar a que la intensidad sea mas baja que sin no estuviera presente la inductancia y la inductancia debe , por tanto, introducir una oposición al flujo de la corriente. La oposición se llama reactancia inductiva y se expresa en ohmios; su símbolo es Xl. Sobre el valore de la reactancia inductiva influyen dos valores:

a) La inductancia del circuito.
b) La velocidad a que cambia la corriente.
 


Donde:
 

Xl = Reactancia inductiva. ()
f = Frecuencia. (cps (Hz))
L = Inductancia.(H)
2? = 6.2832.
En la practica es imposible tener un circuito (bobina) que solo tenga inductancia porque el alambre con que se fabrica la bobina tiene alguna resistencia normalmente esta resistencia es tan pequeña en comparación con la reactancia inductiva que se desprecia, pero puede ser significativa en algunas aplicaciones. Si se toma en cuenta la resistencia inherente al conductor en que esta fabricado la bobina su efecto ohmico combinado con el de la reactancia inductiva se llama impedancia (Z) y se expresa también em ohmios ().
 


 
 

          EL
IL = --------
          Z
La corriente que se establece en una bobina pero no sale en ese mismo instante por la bobina (vueltas). Ejemplo. Una manguera al abrirla para que salga el agua.
 

Constante de tiempo en la bobina (t)
 

          L
t = --------
          R


Entre mas vueltas tiene la bobina se tarda más en establecer corriente.

Entre menos vueltas tiene una bobina más rápido establece corriente.

Constante de tiempo:

El tiempo que necesita la corriente para alcanzar su valor final depende de la relación entra la inductancia y la resistencia del circuito.

La razón entre la inductancia y la resistencia se llama constante de tiempo y representa el tiempo en segundos que necesita la corriente para alcanzar el 63.2 % de su valor final.
 

Angulo de retraso (cos de teta ): si en un circuito que contiene inductancia se aplica corriente alterna, el efecto de la inductancia del circuito será causa que la corriente atrasada continuamente repecto al voltaje.

El retraso depende de los valores relativos de la inductancia y la resistencia del circuito y se expresa generalmente en grados eléctricos en lugar de segundos.

Se determina por la siguiente relación:
 

Todo lo que contiene bobina generalmente los circuitos de entrada son reactivos e inductivos.
 

Ejercicio: Una bobina de choque de 6 henrios que tiene una resistencia de 200 ohmios se conecta a una fuerza de energía de 110 volts a 60 ciclos.
 

a) ¿Cuál es su reactancia inductiva?
b) ¿Cuál es su reactancia impedancia?
c) ¿Cuanta corriente roma de la línea?
 
 

                                                            L = 6H
                                                            R = 200
                                                            E = 100V / 60Hz

                                                            XL = 6.2832 X 60 X 6
                                                            XL = 2261.95?


       _
Z = /(R2 + XL2)
       _
Z = /(2002 + 2261.952)
Z = 2270.77?
 

I = 110 / 2270.77
I = 0.048 A
 

F.P. = ángulo = R / Z = 200 / 2270.77 = 0.088075

Inv cos de 0.088075 =  84.94°

Teta = 84.94°
 

Ejercicio: una bobina tiene una inductancia de 300 µ henrios y una resistencia de 6  se conecta a una batería de 3 V. Que tiempo tarda la corriente en alcanzar el 63.2% de su valor final.
 

L = 300 ?H
R = 6 ?
E = 3 V
T = ?
63.2% de su valor.
 

T = L / R = (300 X 10-6 H) / 6
T = 5 X 10-5 seg.
T = 50 µseg.

Las inductancias de un circuito que contiene varias bobinas conectadas en serie y alejadas lo suficiente de modo que no exista acoplamiento entre ellas se determina por:
 

LT = L1 + L2 + L3 + ... + LN       (serie)
Cuando están conectadas en paralelo bajo la misma condición anterior se usa la siguiente expresión:
 
 
                      1
LT = -----------------------------
              1      1      1              1 (paralelo)
              --- + --- + --- + ... + ---
              L1    L2    L3           LN
          L1 L2
LT = --------
          L1 + L2

 

Reactancia inductiva
 
 

XLT = XL1  + XL2 + XL3 + ...+ XLN        (serie)
                          1
XLT = -----------------------------
           1      1      1              1 (paralelo)
           --- + --- + --- + ... + ---
           XL1  XL2  XL3        XLN
Impedancia: en la practica no se puede construir condensadores solo que tengan algunas resistencias. Debido a que esta es muy pequeña comparado con la reactancia capacitiva, a veces se desprecia y se considera entonces el condensador como si solo tuviera reactancia capacitiva.

Si se considera la resistencia del capacitor, su efecto ohmico debe combinarse con el de las reactancias capacitivas, este efecto ohmico se denomina impedancia.
 
 


I = E / Xc
I = E / Z
        T = RC
 

Donde:

T = seg.
R = ohms
C = faradios

Q = IT


Constante de tiempo: el producto de resistencia en ohmios por la capacidad en faradios se denomina constante de tiempo y represente el tiempo que necesita el voltaje del condensador para alcanzar el 63.2% del voltaje ampliado.
 


 
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