5.1: Revisión de R, X y Z

Antes de comenzar a explorar los efectos de las resistencias, inductores y condensadores conectados entre sí en los mismos circuitos de CA, revisemos brevemente algunos términos y hechos básicos.

La resistencia es esencialmente la fricción contra el movimiento de los electrones. Está presente en todos los conductores hasta cierto punto (¡excepto súper conductores!) , sobre todo en resistencias. Cuando la corriente alterna pasa por una resistencia, se produce una caída de voltaje que está en fase con la corriente. La resistencia está matemáticamente simbolizada por la letra “R” y se mide en la unidad de ohmios (Ω).

La reactancia es esencialmente inercia contra el movimiento de los electrones. Está presente en cualquier lugar donde se desarrollen campos eléctricos o magnéticos en proporción al voltaje o corriente aplicados, respectivamente; pero más notablemente en capacitores e inductores. Cuando la corriente alterna pasa por una reactancia pura, se produce una caída de voltaje que está 90 ^o desfasada con la corriente. La reactancia está matemáticamente simbolizada por la letra “X” y se mide en la unidad de ohmios (Ω).

La impedancia es una expresión integral de todas y cada una de las formas de oposición al flujo de electrones, incluyendo tanto la resistencia como la reactancia. Está presente en todos los circuitos, y en todos los componentes. Cuando la corriente alterna pasa por una impedancia, se produce una caída de voltaje que está en algún lugar entre 0 ^o y 90 ^o fuera de fase con la corriente. La impedancia está matemáticamente simbolizada por la letra “Z” y se mide en la unidad de ohmios (Ω), en forma compleja.

Las resistencias perfectas (Figura abajo) poseen resistencia, pero no reactancia. Los inductores perfectos y los capacitores perfectos (Figura a continuación) poseen reactancia pero no tienen resistencia. Todos los componentes poseen impedancia, y debido a esta calidad universal, tiene sentido traducir todos los valores de los componentes (resistencia, inductancia, capacitancia) en términos comunes de impedancia como primer paso en el análisis de un circuito de CA.

Resistencia, inductor y condensador perfectos.

El ángulo de fase de impedancia para cualquier componente es el desplazamiento de fase entre el voltaje a través de ese componente y la corriente a través de ese componente. Para una resistencia perfecta, la caída de voltaje y la corriente están siempre en fase entre sí, por lo que se dice que el ángulo de impedancia de una resistencia es de 0 ^o. Para un inductor perfecto, la caída de voltaje siempre conduce la corriente en 90 ^o, por lo tanto, se dice que el ángulo de fase de impedancia de un inductor es de +90 ^o. Para un condensador perfecto, la caída de voltaje siempre retarda la corriente en 90 ^o, por lo que se dice que el ángulo de fase de impedancia de un condensador es de -90 ^o.

Las impedancias en CA se comportan análogamente a las resistencias en circuitos de CC: se suman en serie y disminuyen en paralelo. Una versión revisada de la Ley de Ohm, basada en la impedancia más que en la resistencia, se ve así: