Calculadora de Impedancia y Resonancia RLC
Impedancia, ángulo de fase, frecuencia de resonancia, factor de calidad y ancho de banda de un circuito RLC serie o paralelo.
Resultados
Qué hace esta herramienta
Una resistencia se opone a la corriente igual a todas las frecuencias. Una bobina y un condensador no: una se vuelve más difícil según sube la frecuencia y el otro más fácil, y empujan la corriente fuera de paso con la tensión en sentidos opuestos. La impedancia es lo que sale al combinar los tres como es debido, y cambia por completo con la frecuencia. Esta página la calcula, encuentra la frecuencia donde las dos reactancias se anulan, y da el factor de calidad y el ancho de banda que dicen con qué precisión el circuito elige esa frecuencia.
Fórmula
serie: Z = √(R² + (X_L − X_C)²) · X_L = 2πfL, X_C = 1 ÷ (2πfC) · resonancia: f₀ = 1 ÷ (2π√(LC))
Variables
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
resistance | Resistencia | Ω |
inductance | Inductancia | mH |
capacitance | Capacidad | µF |
frequency | Frecuencia | Hz |
arrangement | Cómo están conectados | — |
voltage | Tensión | V |
Z | Impedancia | Ω |
CH | Cómo se comporta el circuito | — |
F0 | Frecuencia de resonancia | Hz |
XL | Reactancia inductiva | Ω |
XC | Reactancia capacitiva | Ω |
PH | Ángulo de fase | ° |
PF | Factor de potencia | — |
QF | Factor de calidad | — |
BW | Anchura de la banda en torno a la resonancia | Hz |
IC | Corriente | A |
PA | Potencia activa | W |
PS | Potencia aparente | VA |
Ejemplo resuelto
- Resistencia100 Ω
- Inductancia100 mH
- Capacidad100 µF
- Frecuencia50 Hz
- Cómo están conectadosseries
- Tensión230 V
- Impedancia100,000861 Ω
- Cómo se comporta el circuitoCapacitivo — la corriente se adelanta a la tensión
- Frecuencia de resonancia50,329212 Hz
- Reactancia inductiva31,415927 Ω
- Reactancia capacitiva31,830989 Ω
- Ángulo de fase-0,237812 °
- Factor de potencia0,999991
- Factor de calidad0,316228
- Anchura de la banda en torno a la resonancia159,154943 Hz
- Corriente2,299980 A
- Potencia activa528,9909 W
- Potencia aparente528,9954 VA
Limitaciones
- Las instalaciones eléctricas se rigen por reglamentos nacionales. La sección del cable depende también del método de instalación, agrupamiento, temperatura ambiente y protecciones, que esta calculadora no evalúa.
- La fórmula supone condiciones ideales: sin pérdidas por fricción, sin resistencia del aire y sin pérdidas de rendimiento salvo que las introduzca.
Preguntas frecuentes
¿Qué pasa en la resonancia?
Las dos reactancias quedan exactamente iguales y se anulan entre sí. En un circuito serie eso deja solo la resistencia, así que la impedancia baja al mínimo y la corriente llega al máximo: puede verlo arriba, ponga la frecuencia en la de resonancia y la impedancia es exactamente R y el ángulo de fase se va a cero. En un circuito paralelo pasa lo contrario y es la impedancia la que llega al máximo. Así es como una radio elige una emisora del aire: el circuito sintonizado presenta una impedancia muy distinta a una frecuencia que a cualquier otra.
¿Qué me dice el factor de calidad?
Cuán aguda es la resonancia. Un Q alto significa que el circuito responde con fuerza en una banda de frecuencias muy estrecha e ignora todo lo demás: bueno para un sintonizador de radio, que necesita separar emisoras, y malo para un filtro de audio que deba dejar pasar todo un rango por igual. El ancho de banda mostrado es la anchura de la franja donde el circuito aún responde razonablemente, y es simplemente la frecuencia de resonancia dividida por Q. Añadir resistencia a un circuito serie baja el Q y ensancha la banda; ambas cosas se intercambian siempre la una por la otra.
¿Por qué las reactancias pueden ser mayores que la impedancia?
Porque trabajan una contra otra. La bobina y el condensador empujan la corriente en sentidos opuestos en el tiempo, así que lo que cuenta es la diferencia entre ellas y no la suma. Cerca de la resonancia puede tener cientos de ohmios de reactancia inductiva y cientos de reactancia capacitiva y una impedancia de unos pocos ohmios, porque casi se anulan. Las tensiones en bornes de cada componente pueden entonces ser mucho mayores que la de alimentación: algo real, medible y un peligro genuino en un circuito de Q alto.