Fórmulas de Circuitos de CA

Las fórmulas de circuitos de CA describen cómo interactúan el voltaje, la corriente y la impedancia en sistemas sinusoidales. Estas calculadoras manejan la reactancia, la fase y la resonancia para que analices filtros, circuitos sintonizados y el factor de potencia. Son el puente entre el sencillo análisis de CC y las señales del mundo real.

Calculadoras de fórmulas de Circuitos de CA

Resultado resuelto para cada fórmula de Circuitos de CA

Fórmula Expresión Resultado resuelto
Frecuencia de Resonancia f = 1 / (2π√(LC)) Inductance 100 nH, Capacitance 1 pF → Frequency = 0.5033 GHz
Impedancia (RLC serie) Z = √(R² + (XL − XC)²) Resistance 1 Ω, Inductive Reactance 2.2 Ω, Capacitive Reactance 4.7 Ω → Z = 2.693 Ω
Factor de Calidad (Ancho de Banda) Q = f₀ / BW Resonant Frequency 100 Hz, Bandwidth 5 Hz → Q Factor = 20
Factor de Calidad (RLC) Q = (1/R) × √(L/C) Resistance 1 Ω, Inductance 100 nH, Capacitance 1 pF → Q = 316.2
Factor de Potencia PF = P / S = cos(φ) Real Power 10 mW, Apparent Power 22 mW → Power Factor = 0.4545
Potencia aparente S = √(P² + Q²) Real Power 22 mW, Reactive Power 47 mW → Apparent Power = 51.89 mW
Potencia Reactiva Q = S × sin(φ) Apparent Power 22 mW, Phase Angle 1.5 ° → Reactive Power = 0.5759 mW
Ancho de Banda del Circuito RLC BW = f0 / Q Resonant Frequency 100 Hz, Quality Factor 0.025 → Bandwidth = 4 kHz
Conversión RMS / pico de CA V_rms = V_peak / √2 Peak Voltage 0.726 V → RMS Voltage = 0.5134 V
Relación de espiras del transformador N = V1 / V2 Primary Voltage 0.33 V, Secondary Voltage 0.726 V → Turns Ratio = 0.4545
Tensión rectificada promedio V_avg = 0.637 × Vpeak Peak Voltage 0.726 V → Average Voltage = 0.4625 V
Tensión de línea vs. fase trifásica V_line = √3 × V_phase Phase Voltage 0.726 V → Line-to-Line Voltage = 1.257 V
Condensador de corrección del factor de potencia C = Qc / (ω × V²) Reactive Power 0.025, Line Frequency 5 Hz, Line Voltage RMS 0.33 V → Capacitance = 7.307 mF
Eficiencia del transformador η = Pout / (Pout + Piron + Pcopper) Output Power 10 mW, Core (Iron) Loss 22 mW, Copper Loss 47 mW → η = 0.1266
Corriente de Irrupción I_inrush = Vpeak / Zsource Peak Voltage 0.33 V, Source Impedance 1 Ω → Inrush Current = 0.33 A
Magnitud de Impedancia Compleja (RLC) |Z| = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) Resistance 2.2 Ω, Frequency 5 Hz, Inductance 100 µH, Capacitance 100 nF → Impedance Magnitude = 0.3183 MΩ
Ángulo de fase de CA φ = arctan((XL − XC) / R) Inductive Reactance 1 Ω, Capacitive Reactance 2.2 Ω, Resistance 4.7 Ω → φ = -14.32
Triángulo de Potencias (S, P, Q) S² = P² + Q² Real Power (W) 10 mW, Reactive Power (VAR) 0.055 → Apparent Power (VA) = 0.0559
Magnitud del Fasor (Rect → Polar) |Z| = √(R² + X²) Real Part 2.2 Ω, Imaginary Part 4.7 Ω → Magnitude = 5.189 Ω
Ángulo del Fasor (Rect → Polar) θ = atan(X / R) Real Part 1 Ω, Imaginary Part 2.2 Ω → Phase Angle = 65.56 °
Parte Real del Fasor (Polar → Rect) R = |Z| · cos(θ) Magnitude 2.2 Ω, Phase Angle 1.5 ° → Real Part = 2.199 Ω
Parte Imaginaria del Fasor (Polar → Rect) X = |Z| · sin(θ) Magnitude 2.2 Ω, Phase Angle 1.5 ° → Imaginary Part = 57.59 mΩ
Frecuencia Resonante Paralela (Tanque) f = (1/2π)·√(1/LC − R²/L²) Inductance 100 µH, Capacitance 100 pF, Coil Resistance 1 Ω → Resonant Frequency = 1.592 MHz
Factor de Forma de la Onda FF = Vrms / Vavg RMS Value 0.33 V, Average Value 0.726 V → Form Factor = 0.4545
Tensión de Pico a Pico Vpp = 2 · Vpeak Peak (Amplitude) 0.726 V → Peak-to-Peak = 1.452 V
Tensión Instantánea de CA v = Vmax · sin(θ) Peak Voltage 0.726 V, Phase Angle 1.5 ° → Instantaneous Voltage = 19 mV
Frecuencia Angular ω = 2π · f Frequency 5 Hz → Angular Frequency = 31.42 rad/s

Variables usadas en las fórmulas de Circuitos de CA

  • f — Frecuencia de resonancia en hercios (Hz)
  • L — Inductancia en henrios (H)
  • C — Capacitancia en faradios (F)
  • Z — Magnitud de la impedancia en ohmios (Ω)
  • R — Resistencia en ohmios (Ω)
  • XL — Reactancia inductiva en ohmios (Ω)
  • XC — Reactancia capacitiva en ohmios (Ω)
  • Q — Factor de calidad (adimensional)
  • f₀ — Frecuencia de resonancia (central) en hercios (Hz)
  • BW — Ancho de banda en los puntos de -3dB en hercios (Hz)
  • PF — Factor de potencia (0 a 1, adimensional)
  • P — Potencia real (verdadera) en vatios (W)
  • S — Potencia aparente en voltio-amperios (VA)
  • φ — Ángulo de fase entre tensión y corriente (grados)
  • f0 — Frecuencia de resonancia (central) (Hz)
  • V_rms — Tensión cuadrática media (V)
  • V_peak — Tensión de pico (máxima) (V)
  • N — Relación de espiras (primario a secundario, adimensional)
  • V1 — Tensión primaria (de entrada) (V)
  • V2 — Tensión secundaria (de salida) (V)
  • V_avg — Tensión rectificada promedio (V)
  • V_line — Tensión de línea a línea (fase a fase) (V)
  • V_phase — Tensión de fase a neutro (V)
  • Qc — Potencia reactiva a compensar (VAR)
  • V — Tensión de línea RMS (V)
  • Pout — Potencia de salida (de carga) (W)
  • P_iron — Pérdida en el núcleo por histéresis y corrientes de Foucault (W)
  • P_copper — Pérdida I²R en el devanado (W)
  • I_inrush — Corriente de irrupción de pico (A)
  • Z_source — Impedancia total incluyendo cableado, NTC y fuente (Ω)
  • |Z| — Magnitud de la impedancia (Ω)
  • X_L — Reactancia inductiva, ωL (Ω)
  • X_C — Reactancia capacitiva, 1/(ωC) (Ω)
  • X — Reactancia / parte imaginaria (Ω)
  • θ — Ángulo de fase (grados)
  • FF — Factor de forma (adimensional)
  • Vrms — Valor RMS de la forma de onda (V)
  • Vavg — Valor medio (media rectificada) (V)
  • Vpp — Tensión de pico a pico (V)
  • Vpeak — Amplitud de pico desde cero (V)
  • v — Tensión instantánea (V)
  • Vmax — Amplitud de pico (V)
  • ω — Frecuencia angular (rad/s)

Preguntas frecuentes sobre Circuitos de CA

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