Componentes pasivos

Los circuitos eléctricos y electrónicos consisten en conectar muchos componentes diferentes para formar un circuito completo y cerrado. Los tres componentes pasivos principales que se utilizan en cualquier circuito son: la resistencia, el condensador y el inductor. Los tres componentes pasivos tienen una cosa en común, limitan el flujo de corriente eléctrica a través de un circuito, pero de formas muy diferentes.

La corriente eléctrica puede fluir a través de un circuito de dos formas. Si fluye en una sola dirección estable, se clasifica como corriente continua, (CC). Si la corriente eléctrica alterna en ambas direcciones hacia adelante y hacia atrás, se clasifica como corriente alterna, (CA). Aunque presentan una impedancia dentro de un circuito, los componentes pasivos en los circuitos de CA se comportan de manera muy diferente a los de los circuitos de CC.

Los componentes pasivos consumen energía eléctrica y, por lo tanto, no pueden aumentar ni amplificar la potencia de ninguna señal eléctrica que se les aplique, simplemente porque son pasivos y, como tales, siempre tendrán una ganancia inferior a uno. Los componentes pasivos utilizados en circuitos eléctricos y electrónicos se pueden conectar en un número infinito de formas como se muestra a continuación, y el funcionamiento de estos circuitos depende de la interacción entre sus diferentes propiedades eléctricas.

Componentes pasivos en circuitos de CA

Donde: R es resistencia, C es capacitancia y L es inductancia.

Las resistencias, ya sea que se utilicen en circuitos de CC o CA, siempre tendrán el mismo valor de resistencia sin importar la frecuencia de suministro. Esto se debe a que las resistencias se clasifican como puras y tienen propiedades parásitas como capacitancia infinita C = ∞ e inductancia cero L = 0. Además, para un circuito resistivo el voltaje y la corriente siempre están en fase, por lo que la potencia consumida en cualquier instante se puede encontrar multiplicando el voltaje por la corriente en ese instante.

Los condensadores y los inductores, por otro lado, tienen un tipo diferente de resistencia de CA conocida como reactancia (XL y XC). La reactancia también impide el flujo de corriente, pero la cantidad de reactancia no es una cantidad fija para un inductor o capacitor de la misma manera que una resistencia tiene un valor fijo de resistencia. El valor de reactancia de un inductor o condensador depende de la frecuencia de la corriente de alimentación, así como del valor de CC del propio componente.

La siguiente es una lista de componentes pasivos comúnmente usados ​​en circuitos de CA junto con sus ecuaciones correspondientes que se pueden usar para encontrar su valor o corriente de circuito. Tenga en cuenta que un condensador o inductor teóricamente perfecto (puro) no tiene ninguna resistencia. Sin embargo, en el mundo real, siempre tendrán algún valor resistivo, sin importar cuán pequeño sea.

Circuito puramente resistivo

Resistencia : las resistencias regulan, impiden o establecen el flujo de corriente a través de una ruta en particular o imponen una reducción de voltaje en un circuito eléctrico como resultado de este flujo de corriente. Los resistores tienen una forma de impedancia que se denomina simplemente resistencia, ( R ) y el valor resistivo de un resistor se mide en ohmios, Ω. Las resistencias pueden ser de valor fijo o variable (potenciómetros).

Circuito puramente capacitivo

Condensador : el condensador es un componente que tiene la capacidad o «capacidad» de almacenar energía en forma de carga eléctrica como una batería pequeña. El valor de la capacitancia de un condensador se mide en faradios (F). En CC, un capacitor tiene impedancia infinita (circuito abierto), ( XC ), mientras que a frecuencias muy altas un capacitor tiene impedancia cero (cortocircuito).

Circuito puramente inductivo

Inductor : un inductor es una bobina de alambre que induce un campo magnético dentro de sí mismo o dentro de un núcleo central como resultado directo de la corriente que pasa a través de la bobina. El valor de la inductancia de un inductor se mide en henrios, H. En CC, un inductor tiene impedancia cero (cortocircuito), mientras que a altas frecuencias un inductor tiene impedancia infinita ( XL ), (circuito abierto).

Circuitos en serie de CA 

Los componentes pasivos de los circuitos de CA se pueden conectar juntos en combinaciones en serie para formar RC, RL y LC circuitos como se muestra:

Circuito en serie RC 

Circuito en serie RL

Circuito en serie LC

Circuitos en paralelo de CA

Los componentes pasivos de los circuitos de CA también se pueden conectar juntos en combinaciones en paralelo para formar RC, RL y LC circuitos como se muestra:

Circuito en paralelo RC 

Circuito en paralelo RL

Circuito en paralelo LC

Circuitos pasivos RLC

Los tres componentes pasivos en circuitos de corriente alterna también se pueden conectar juntos en ambas series RLC y en paralelo de RLC combinaciones como se muestra a continuación:

Circuitos en serie RLC

Circuitos en paralelo RLC

Hemos visto anteriormente que los componentes pasivos en los circuitos de CA se comportan de manera muy diferente a cuando están conectados en un circuito de CC debido a la influencia de la frecuencia, ( ƒ ). En un circuito puramente resistivo, la corriente está en fase con el voltaje. En un circuito puramente capacitivo, la corriente en el condensador adelanta a la tensión en 90° y en un circuito puramente inductivo la corriente se retrasa en 90° sobre la tensión.

La oposición al flujo de corriente a través de un componente pasivo en un circuito de CA se llama: resistencia, R para un resistor, reactancia capacitiva, XC para un capacitor y reactancia inductiva, XL para un inductor. La combinación de resistencia y reactancia se llama impedancia.

En un circuito en serie, la suma de fasores de las tensiones a través de los componentes de circuitos es igual a la tensión de alimentación, VS. En un circuito en paralelo, la suma de fasores de las corrientes que fluyen en cada rama y por lo tanto a través de cada uno de los componentes de circuitos es igual a la corriente de alimentación, IS.Por tanto los circuitos en paralelo y en serie están conectados a RLC, cuando la corriente de alimentación es “en fase” con la tensión de alimentación del circuito de resonancia, se produce como XL = XC. Un circuito de resonancia en serie que se conoce como circuito aceptor. Un circuito de resonancia paralelo se conoce como circuito de rechazo.