¿Qué es la calculadora de impedancia RLC en serie?
Esta herramienta calcula la magnitud de la impedancia total |Z| y el ángulo de fase de una resistencia (R), un condensador (C) y una bobina o inductor (L) conectados en serie y alimentados por una señal alterna a la frecuencia f que elijas. Se basa en la teoría universal de circuitos de corriente alterna, por lo que es válida en cualquier país o norma. Introduce cada componente con su propia unidad (desde gigaohmios hasta microohmios, de faradios a femtofaradios, de henrios a nanohenrios y de gigahercios a hercios) y la calculadora lo convierte todo a unidades del SI de forma automática antes de hacer el cálculo.
Cómo usarla
Escribe los valores de resistencia, capacidad, inductancia y frecuencia y, después, elige la unidad correspondiente en cada menú desplegable. El resultado muestra |Z| en ohmios (el valor principal), además de esa misma magnitud en kiloohmios y miliohmios, junto con el ángulo de fase en grados. Una fase positiva indica que el circuito es de carácter inductivo (la corriente se retrasa respecto a la tensión); una fase negativa significa que predomina el carácter capacitivo (la corriente se adelanta a la tensión).
La fórmula explicada
La frecuencia angular es \(\omega = 2\pi f\). La reactancia inductiva vale \(X_L = \omega \cdot L\) y la reactancia capacitiva \(X_C = 1/(\omega \cdot C)\). La reactancia neta es \(X = X_L - X_C\). Como la parte resistiva y la reactiva están desfasadas 90 grados, se suman como vectores:
$$|Z| = \sqrt{R^{2} + X^{2}}$$y el ángulo de fase es \(\phi = \operatorname{atan2}(X, R)\). En resonancia se cumple \(X_L = X_C\), de modo que \(X = 0\), \(|Z| = R\) y \(\phi = 0\).
Ejemplo resuelto
Con \(R = 10\ \Omega\), \(C = 500\ \mu\text{F}\), \(L = 2\ \text{mH}\) y \(f = 1\ \text{kHz}\): \(\omega = 6283{,}19\ \text{rad/s}\), \(X_L = 12{,}566\ \Omega\), \(X_C = 0{,}318\ \Omega\), por lo que \(X = 12{,}248\ \Omega\). Entonces
$$|Z| = \sqrt{10^{2} + 12{,}248^{2}} = 15{,}81\ \Omega$$y \(\phi = \operatorname{atan2}(12{,}248,\ 10) = 50{,}77\) grados, lo que significa que la corriente se retrasa respecto a la tensión.
Preguntas frecuentes
¿Qué ocurre en corriente continua (f = 0)? Un condensador bloquea la corriente continua, así que \(X_C\) se hace infinita, |Z| tiende a infinito y la fase tiende a \(-90\) grados.
¿Por qué aparecen tres filas de impedancia? Son el mismo valor de |Z| expresado en kiloohmios, ohmios y miliohmios para mayor comodidad; el valor en ohmios es el resultado principal.
¿Cambia el resultado en un circuito en paralelo? Sí. Esta calculadora supone un único lazo en serie, donde la misma corriente recorre R, C y L. Las redes en paralelo se combinan con una regla diferente.
