En electrodinámica, un circuito RLC es un circuito lineal que contiene una resistencia eléctrica, una bobina y un capacitor.

Existen dos tipos de circuitos RLC, en serie o en paralelo, según la interconexión de los tres tipos de componentes. El comportamiento de un circuito RLC se describe generalmente por una ecuación diferencial de segundo orden (en donde los circuitos RC o RL se comportan como circuitos de primer orden).

Con ayuda de un generador de señales, es posible inyectar en el circuito oscilaciones y observar en algunos casos el fenómeno de resonancia, caracterizado por un aumento de la corriente (ya que la señal de entrada elegida corresponde a la pulsación propia del circuito, calculable a partir de la ecuación diferencial que lo rige).

Circuito RLC en serie

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Circuito RLC en serie

Circuito sometido a un escalón de tensión

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Si un circuito RLC en serie es sometido a un escalón de tensión  , la ley de las mallas impone la relación:

 

Introduciendo la relación característica de un condensador:

 

Se obtiene la ecuación diferencial de segundo orden:

 

donde:

En el caso de un régimen sin pérdidas, esto es para  , se obtiene una solución de la forma:

 
 

donde:

  • T0 el periodo en segundos;
  • φ la fase en el origen (lo más habitual es elegirla para que φ = 0).

Lo que resulta:

 

donde   es la frecuencia de resonancia, en hercios (Hz).

Circuitos sometidos a una tensión sinusoidal

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La transformación compleja aplicada a las diferentes tensiones permite escribir la ley de las mallas bajo la forma siguiente:

 

siendo   la tensión en el generador. Introduciendo las impedancias complejas:

 

La frecuencia angular (o pulsación) de resonancia de corriente de este circuito ω0 es dada por:

 

Para esta frecuencia la relación de arriba se convierte en:

 
y se obtiene:  .

Circuito RLC en paralelo

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Circuito RLC en paralelo

 
 
 

ya que  

 

 .

Atención: la rama C es un corto-circuito: de esta manera no se pueden unir las ramas A y B directamente a los bornes de un generador E, se les debe adjuntar una resistencia.

Las dos condiciones iniciales son:

  •   conserva su valor antes de la puesta en tensión (porque la inductancia se opone a la variación de corriente).
  •   conserva su valor antes de la puesta en tensión  .

Circuito sometido a una tensión sinusoidal

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La transformación compleja aplicada a las diferentes intensidades proporciona:

 

Siendo, introduciendo las impedancias complejas:

 
siendo :  

La frecuencia angular de resonancia en intensidad de este circuito ω0 es dada por:

 

Para esta frecuencia, la relación de arriba se convierte en:

 

y se obtiene:

 .

Uso de los circuitos RLC

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Los circuitos RLC son generalmente utilizados para realizar filtros de frecuencias, o de transformadores de impedancia. Estos circuitos pueden entonces comportar múltiples inductores y condensadores: se habla entonces de «red LC».

Un circuito LC simple es denominado de segundo orden porque su función de transferencia comporta un polinomio de segundo grado en el denominador.

Véase también

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Enlaces externos

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