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Comportamiento RLC en corriente alterna y desfase

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El desfase es la diferencia temporal entre dos señales periódicas, normalmente expresada como un ángulo en grados o radianes.

Piensa en dos señales senoidales con la misma frecuencia. Sus máximos y cruces por cero pueden coincidir o aparecer desplazados en el tiempo.

A esa diferencia de tiempo entre el paso de uno y el paso del otro la llamamos Desfase (𝜑). Y se mide en grados.

Vamos a ver cómo se comporta cada componente por separado.

ComponenteSímboloDesfaseRegla CIVILEfecto
ResistenciaR(En fase)-Disipa energía (Calor)
CondensadorCAdelantaC I VAlmacena campo eléctrico
BobinaLRetrasaV I LAlmacena campo magnético

La resistencia (R)

La resistencia no almacena energía. La disipa instantáneamente en forma de calor. Por tanto, no tiene “inercia”. No necesita tiempo para cargarse ni descargarse.

  • Comportamiento: Si el Voltaje sube, la Corriente sube al instante. Si el Voltaje es cero, la Corriente es cero.
  • El Desfase: 0º Decimos que están En Fase.

La bobina (L)

Recuerda que la bobina se opone a los cambios de corriente según la ley de Lenz. Cuando aplicamos Voltaje AC (empezamos a empujar), la corriente tarda en arrancar porque la bobina se resiste.

  • Comportamiento: Primero llega el Voltaje (el empujón) y, un tiempo después, la Corriente logra subir.
  • El Desfase: La Corriente va RETRASADA 90º respecto al Voltaje.

El condensador (C)

El condensador funciona al revés. Es un depósito que hay que llenar. Piensa en un depósito: para que su nivel (tensión) cambie, primero debe entrar o salir caudal (corriente).

No puedes tener presión (Voltaje) si no has metido carga antes.

  • Comportamiento: Primero fluye la Corriente (llenado) y, como consecuencia, sube el Voltaje después.
  • El Desfase: La Corriente va ADELANTADA 90º respecto al Voltaje.

Cómo afecta el desfase a la potencia

El desfase modifica la potencia media que transfiere una señal alterna.

La Potencia es ..

  • Si V e I van a la vez (Resistencia), cuando multiplicas positivo por positivo, da Potencia Positiva (Trabajo útil).
  • Pero si están desfasados 90º (Bobina/Condensador ideal), hay momentos en que el Voltaje es positivo y la Corriente negativa. Más por menos = Menos.
  • Eso significa Potencia Negativa.
  • El componente no está consumiendo energía, la está devolviendo a la red.

La Bobina y el Condensador se pasan el día tomando energía prestada y devolviéndola en el siguiente medio ciclo. No consumen energía real, pero cargan los cables de corriente inútil.