Los resistores presentan una oposicin a la circulacin de corriente que se manifiesta calentndose, es decir transformando energa elctrica en energa trmica. Un resistor se calienta, tanto si por el circula una corriente alterna (CA) como si circula una corriente continua (CC) (Las abreviaturas pueden ser tambin AC y DC si el circuito tiene nomenclatura inglesa). Seguramente Ud. escuch estos trminos frecuentemente pero sabe bien lo que quieren decir?Con una seal de CC la corriente siempre tiene la misma direccin; puede aumentar o reducirse pero no cambiar de direccin. Convencionalmente se dice que la corriente circula desde el positivo al negativo de la batera. En realidad nosotros sabemos que no es as. La corriente circula desde un lugar con exceso de electrones a otro con falta de electrones y por lo tanto podramos decir que la convencin adoptada es errnea. Pero es una convencin, que se utiliza desde la poca en que se conoca el fenmeno de la electricidad pero no se conocan sus principios y la costumbre le gan a la realidad, de modo que la convencin se sigue utilizando.Con una seal de CA, la corriente llega a cambiar de direccin aunque sea por un pequeo intervalo de tiempo. No importa como sea la forma de la seal; si se invierte es una CA. Los capacitores y los inductores, si bien tienen un comportamiento especfico en presencia de tensiones continuas, sabemos que ese comportamiento no va mucho mas all que unos instantes despus de la conexin a la fuente. Si conectamos un capacitor de 1 uF a una fuente de 1V y analizamos la corriente luego de 6 horas de haberlo conectado seguramente el capacitor est totalmente cargado y no circular ninguna corriente apreciable por el salvo la de fuga. En la figura 1 se puede observar una simulacin de este fenmeno en donde observamos los primeros microsegundos despus del cierre de la llave.

Fig.1 Carga de un capacitorEn rojo se observa la corriente por el capacitor y en azul la tensin aplicada a la serie. Si hacemos algo similar con un inductor de 1 Hy conectado sobre una fuente de 1V, observaremos que despus del momento de la conexin la corriente se establece en un valor de 1A. Esto se debe al resistor sensor de corriente, que limita la corriente mxima por el circuito.

Fig.2 Curva de corriente por un inductorLo verdaderamente importante, cuando se utilizan capacitores e inductores es cuando se los conecta a una fuente de CA (corriente alterna) y no a fuentes de CC (corriente continua). En este caso, ambos componentes presentan una reaccin a la fuente de corriente alterna que es el equivalente a la resistencia de un resistor y que se llama reactancia; pero con una salvedad muy importante, no hay disipacin de calor. El capacitor y el inductor ideal no transforman energa elctrica o magntica en calor, solo producen intercambios de energa.Seales tpicas de CANuestro laboratorio virtual nos va a ayudar a comprender este tema con toda claridad. Seguramente, al terminar el estudio del mismo, Ud. tendr una idea tan clara de las diferentes seales utilizadas en la electrnica que jams olvidar esta leccin.Nuestro estudio de la electrnica comenz en realidad con el circuito mas simple; una batera conectada a un resistor. En la Fig.3 le mostramos un circuito similar pero en lugar de usar una batera para producir una seal de CC vamos a utilizar un instrumento llamado generador de seales o generador de funciones, que provee las formas de seal mas utilizadas en la electrnica.

Fig.3 Circuito bsico de CAPredisponga la base de tiempo del LW en 10 mS (Tool > simulation > timing control) y abra el frente del generador de funciones XSG1 picando sobre l. Predispngalo segn la figura 4. Genere un grafico como el indicado en la figura y comience la simulacin con F9.

Fig.4 Generacin de una seal cuadrada pulsanteLa seal generada es una CA? No, como se observa en el grfico nunca llega a tener valores negativos. Tampoco podemos decir que es una clsica CC como la de una batera. Se llama CC pulsante y tericamente se puede construir con una batera y un pulsador que se pulse 50 veces por segundo, ya que esa es la frecuencia predispuesta en el generador de funciones. El pulsador debe estar cerrado el mismo tiempo que est abierto.Ud. ya sabe calcular el periodo correspondiente a una determinada frecuencia; recuerda que la formula eraT = 1/FEn nuestro caso:T = 1/50 = 0,02 S o 20 mSEsto significa que el pulsador estar cerrado 10 mS y abierto otros 10 mS.Es decir que nuestro Signal Generator o generador de seales podra tener adentro una batera, un pulsador y un enano que apriete el pulsador rtmicamente. Reemplace el enano por un microprocesador programado y tendr un generador de seales moderno.La frecuencia de 50 Hz no la elegimos al azar. Es la frecuencia de la red de alimentacin domiciliaria en los pases con red de 220V. En otros pases con red de 110V la frecuencia es de 60Hz Esto significa que si conectamos el osciloscopio a la red tendremos una seal como la del grfico? No, en principio porque como ya dijimos la del grfico no es una corriente alterna y segundo porque la seal de la red no tiene forma cuadrada.Resolvamos primero el problema de la CA generando una seal cuadrada que tenga picos negativos de -2,5V y positivos de +2,5V. Siguiendo con el generador a enano, solo deberamos agregar otra batera conectada al revs y hacer que el enano maneje una llave inversora que conecte una batera o la otra. Nuestro generador posee una ventanita de predisposicin que aun no usamos y que se llama offset (no tiene traduccin literal pero la mas cercana sera corrimiento) Ponga -2,5V en offset y observe que la seal se corre hacia abajo generando una autentica seal alterna que podemos observar en la figura 5.

Fig.5 Generacin de una corriente alterna cuadradaSe puede generar una seal rectangular en lugar de una cuadrada? Si, la ultima ventanita de predisposicin de nuestro generador indicada como Duty Cycle (tiempo de actividad) nos permite modificar el largo del pulso superior y consecuentemente el largo del inferior. Ponga 10% en la ventanita y observe los resultados en la grfica.

Fig.6 Generacin de una CA rectangularLa ventanita Phase (fase) es un concepto que aun no manejamos y por lo tanto dejamos su explicacin para mas adelante. Por ahora solo generamos seales cuadradas o rectangulares, alternas o continuas pulsantes pero esas seales pueden tener formas diferentes a la rectangular. Si pulsamos el tercer botn generaremos seales triangulares como la observada en la figura 7.

Fig.7 Generacin de una seal triangularEl tiempo de actividad afecta tambin a esta seal haciendo que el tiempo de subida y de bajada se hagan desiguales. Vare Duty Cicle y observe las diferentes seales. Cuando se trabaja a un valor diferente del 50% la seal se llama diente de sierra.El ultimo botn genera una seal de ruido o seal aleatoria. Todas las seales estudiadas hasta ahora tenan un periodo fijo y por eso se engloban dentro de las llamadas seales repetitivas es decir que cada ciclo es igual al anterior o al posterior. La seal aleatoria no es repetitiva y por lo tanto no tienen una frecuencia que la distinga. En realidad podramos decir que tiene a todas las frecuencias dentro de ella.

Fig.8 Generacin de una seal de ruidoObserve que cuando se selecciona esta seal se borra la ventana de frecuencia y la de Duty Cicle porque estos parmetros no existen en una seal de ruido.Cmo se genera una seal de ruido?En realidad las tensiones absolutamente fijas no existen. En efecto la corriente que circula por un resistor conectado a una batera no es absolutamente fija, tiene pequesimas variaciones con forma de ruido. La razn es que un electrn que circula por un conductor no sigue un camino recto sino que va rebotando aleatoriamente tomo en tomo y como los tomos se mueven alrededor de su punto de equilibrio (movimiento Browniano) los electrones rebotan como en un Pin Ball y es como si cada electrn encontrara una resistencia diferente. Por lo tanto si se conecta un resistor a una batera y luego se mide la corriente circulante por l con un osciloscopio y un resistor Shunt, y se le da suficiente amplificacin al canal vertical del osciloscopio se observar una seal de ruido de corriente.Seales senoidalesEl primer botn del generador es el de la seal sinusoidal y es por mucho el mas utilizado. Ya dijimos que cuando se intercambia energa entre un capacitor y un inductor las formas de seal generadas son senoidales amortiguadas y que un circuito sin resistencias tiene una amortiguacin nula y genera una seal senoidal pura. Existe otro modo de generar una seal senoidal pura? Si, existe.Si Ud. toma una espira de alambre de cobre y la hace girar dentro de un campo magntico constante, la espira genera una tensin alterna senoidal con una frecuencia y una amplitud determinada por la velocidad de giro de la bobina. Un giro completo genera un ciclo completo de la seal senoidal. Por supuesto que ese dispositivo solo generar una seal muy pequea; para aumentar la amplitud de la seal en lugar de una sola espira se deben emplear varias formando una bobina. Otra forma de aumentar la amplitud es aumentando el campo magntico y la ltima es aumentar la velocidad de rotacin.

Fig.9 Generador mecnico de seales senoidalesCul es la razn de que este dispositivo genere una seal senoidal? La razn es que una espira sumergida en un campo magntico genera una tensin que depende de la velocidad con que cambia ese campo magntico. Si el campo no cambia no se genera tensin Si cambia muy lentamente se genera poca tensin si lo hace rpidamente se genera muchaLa razn del cambio no importa; puede ser porque se mueve la espira, o porque se mueve el imn, por ambas cosas al mismo tiempo o porque el campo esta generado por otra bobina cuya corriente vara. En nuestro dispositivo cuando la espira esta vertical casi no hay cambio de campo magntico (se atraviesan pocas lneas rojas por segundo) en cambio cuando est horizontal se cortan muchas. A 45 tendremos un caso intermedio. En general se puede demostrar que la cantidad de lneas cortadas es proporcional al seno del ngulo con respecto a la vertical y de all el nombre de seal senoidal. No es difcil imaginar que cuando la espira est horizontal se produce un cambio de sentido del campo magntico con respecto a la espira, que involucra un cambio de sentido de circulacin de la corriente elctrica por la carga.Si Ud. toma una calculadora cientfica y resuelve la ecuacin v = Vmax. sen (en donde Vmaxes la tensin del pico de la senoide) y calcula v para un ngulo de 0, 10, 20 etc hasta 360 y realiza una representacin grfica va a dibujar una senoide perfecta.Vuelva al laboratorio virtual presione el primer botn y arranque una nueva simulacin. Observe el oscilograma que mostramos en la figura 10.

Fig.10 Generacin de una seal senoidalLas seales senoidales tienen una importancia fundamental en la electrnica no solo porque los intercambios energticos tienen esa forma y la tensin de la red elctrica tambin; mas adelante vamos a demostrar que toda seal repetitiva de cualquier forma se puede generar con multiples seales senoidales de frecuencias armnicas (doble, triple, etc.).Tenga en cuenta que cuando se trabaja con seales senoidales la tensin del generador es el doble que en las otras formas de seal. Por ejemplo poniendo 5V en la ventana, la seal de salida es de 10V entre el pico positivo y el negativo (en adelante escribiremos pap de pico a pico). Esto es valido solo para el LW. Otros laboratorios virtuales pueden colocar una seal de 5V pap al escribir 5V en la ventanita.La reactancia capacitiva y la Ley de Ohm para CANosotros sabemos calcular que corriente circula por un resistor cuando lo conectamos a una batera. Ahora vamos a averiguar que corriente circula por un capacitor cuando lo conectamos a un generador de CA. En la figura 11 se puede observar el circuito con el agregado de un resistor shunt de 1 Ohms para poder medir la corriente circulante con un osciloscopio.

Fig.11 Corriente por un capacitorDe aqu podemos observar que cuando a un capacitor de 1 uF se le aplica una tensin senoidal de 5V de pico y de una frecuencia de 50 Hz, por el circula una corriente de 1,57 mA de pico (en realidad se est aplicando una tensin algo menor a 5V de pico porque sobre el resistor shunt caen 1,6 mV que se desprecian).Aplicando la ley de Ohm se puede decir que el capacitor presenta una oposicin al paso de la corriente equivalente a un resistor de5V / 1,57 mA = 3.183 Ohmscosa que se puede comprobar con el LW sacando el capacitor, colocando un resistor de ese valor y observando que la corriente es la misma.Pero a diferencia de lo resistores cuando se utilizan capacitores la resistencia a la circulacin de la CA o reactancia capacitiva que se conoce como Xc depende del valor de la frecuencia. Realizando mediciones se observa que Xc es inversamente proporcional a la frecuencia y a la capacidad.La formula completa esXc = 1/ 2 . F . Cy si Ud. reemplaza el valor de C por 1 uF y el de F por 50 Hz obtendr el valor de Xc de 3.183 Ohms verificando nuestro ejemplo. El alumno modificar el valor de C y de F en el LW y realizar los correspondientes clculos para verificar el resultado.La reactancia inductivaYa sabemos calcular la corriente que circula por un resistor y por un capacitor. Ahora vamos a averiguar que corriente circula por un inductor cuando lo conectamos a un generador de CA. En la figura 12 se puede observar el circuito correspondiente con el agregado de un resistor shunt de 1 Ohms para poder medir la corriente circulante con un osciloscopio.

Fig. 12 Corriente por un inductorA diferencia del capacitor observaremos que el LW comienza a trazar la curva en el cuadrante positivo y luego de un tiempo y paulatinamente va descendiendo hasta dibujar la forma definitiva con ambos picos equidistantes del eje cero tal como se observa en la figura.De aqu podemos deducir que cuando a un inductor de 1 Hy se le aplica una tensin senoidal de 5V de pico y de una frecuencia de 50 Hz por el circula una corriente de pico de 15,9 mA. Aplicando la ley de Ohm, se puede decir que el inductor presenta una oposicin al paso de la corriente equivalente a un resistor de5V / 15,9 mA = 314 Ohmscosa que se puede comprobar con el LW sacando el inductor, colocando un resistor de ese valor y observando que la corriente es la misma.Igual que con los capacitores cuando se utilizan inductores la resistencia a la circulacin de la CA o reactancia inductiva que se conoce como XLdepende del valor de la frecuencia. Realizando mediciones se observa que XLes directamente proporcional a la frecuencia y a la inductancia.La formula completa esXL= 2 . F . Ly si Ud. reemplaza el valor de L por 1 Hy y el de F por 50 Hz obtendr el valor de XLcorrespondiente de 314 Ohms, verificando nuestro ejemplo. El alumno modificar el valor de L y de F en el LW y realizar los correspondientes clculos para verificar el resultado.Circuito RLC serie y paraleloYa sabemos calcular la reactancia capacitiva e inductiva. Ahora vamos a estudiar que sucede cuando en un mismo circuito se combinan un resistor, un capacitor y un inductor. Primero vamos a estudiar el circuito serie y luego el paralelo. En la figura 13 podemos observar el circuito resonante RLC serie.

Fig.13 Circuito RLC serieObserve que un canal del osciloscopio se conecta sobre el resistor y el otro sobre el capacitor. Como ya sabemos, en el resistor, un aumento de tensin trae como consecuencia un aumento de corriente, tal como indica la ley de Ohm. Por lo tanto se puede asegurar que la corriente por el circuito esta representada por la tensin sobre el resistor dividida por la resistencia (1K en nuestro caso).El haz azul por lo tanto nos indica que la corriente tiene un valor de pico de1,63V / 1K = 1,63 mACuando esa corriente senoidal pase por el capacitor, sobre el se va a producir una tensin. Esa tensin depende por supuesto del valor de la corriente y de la reactancia capacitiva del capacitor. Es decir que en CA senoidal se cumple una extensin de la ley de Ohm que dice queI = E / Xco en el caso del inductorI = E / XLPero si Ud. observa atentamente el grafico va a notar que los mximos de tensin sobre el capacitor y los mximos de corriente (o de tensin sobre el resistor que es lo mismo) no coinciden. En efecto, el mximo del haz azul (resistor) coincide con el pasaje por cero de la tensin sobre el capacitor. Leyendo tiempos en el grafico, eso significa 5 mS (un cuarto de ciclo) y como un ciclo se cumple cuando la bobina del generador recorre los 360 significa un desfasaje de 90.La consecuencia es entonces la siguiente: en un capacitor, la corriente adelanta a la tensin en 90 confirmando el carcter reactivo del mismo. Esto es una consecuencia del concepto general de que a un capacitor no le gusta cambiar la tensin sobre sus armaduras y entonces la tensin aparece tarde, es decir 90 despus. Cuando estamos trabajando a 50 Hz (o con un periodo de 20 mS) eso significa un retardo de 5 mS.Olvidndose de la fase, se puede calcular que la tensin de pico ser igual a la corriente multiplicada por la reactancia del capacitor a 50 Hz que ya conocemos y que es de 3.183 Ohms. Como la corriente pico es de 1,63 mA la tensin sobre el capacitor ser3.183 . 1,63.10-3= 5,2 Vconfirmando lo indicado por el LW en el grfico.Vamos ahora a modificar la conexin del osciloscopio para analizar la cada de tensin en el inductor.

Fig.14 Cada de tensin sobre el inductorComo podemos observar, sobre el inductor se produce una cada de 0,512 V de pico al circular la corriente de 1,63 mA indicando que la reactancia inductiva a 50 Hz es de0,512 / 1,63.10-3 = 314 OhmSi observa atentamente la grfica notar que el mximo de corriente en azul coincide con el pasaje por cero de la tensin en el inductor (rojo) pero que a diferencia con el caso anterior la tensin est adelantada a la corriente en 90 confirmando el carcter reactivo del inductor y su caracterstica de oponerse al cambio de la corriente que lo atraviesa generando un retardo de 5 mS en la tensin.Se cumple la segunda ley de Kirchof que indicaba que la suma de las cadas de tensin en el circuito eran iguales a la tensin de fuente? Aparentemente no se cumple, porque si sumamos las tensiones sobre el resistor (1,63V) mas la cada en el capacitor (5,2V) y la cada en el inductor (0,512V) se obtiene una cada total de 7,342 V. Sin embargo se cumple, si consideramos que la fase de la tensin sobre cada componente es diferente y no se puede sumar el pico de tensin sobre el inductor con el pico de tensin sobre el capacitor ya que ambos picos estn invertidos como lo demuestra la figura15.

Fig.15 Comparacin de la tensin sobre el capacitor y el inductorMirando la grafica no cabe duda que la tensiones debe restarse en lugar de sumarse lo cual confirma el echo de que el L y el C son antagnicos. Pero aun as, la cuentas no dan, porque la cada en el capacitor menos la cada en el inductor es de 5,2 0,512 = 4,68 V que sumados a la cada de tensin en el resistor de 1,63V hacen 6,38V. Lo que ocurre es que la cada de tensin sobre la suma del inductor y el capacitor tampoco estn en fase con la cada de tensin en el resistor y por lo tanto no se debe hacer una suma directa, sino considerando que se forma un triangulo equiltero entre las cadas de tensin y la tensin de fuente.

Fig.16 Suma vectorial de tensionesPara verificar matemticamente esta suma vectorial debe utilizarse el teorema de Pitgoras que dice:Vf = Vr2+ (Vc-VL)2con Vf = tensin del generadorUd. se estar preguntando si un tcnico utiliza diariamente estos clculos para reparar equipos y yo le voy a decir que no; y menos ahora que puede hacer todo utilizando un laboratorio virtual. Nosotros lo presentamos solo para que se entienda el prximo tema, que explica el fenmeno de la resonancia, que es algo muy empleado hasta en los equipos mas elementales como nuestro generador o una radio a galena.ConclusionesEn esta entrega definimos la reactancia capacitiva e inductiva y explicamos como operan los capacitores e inductores cuando se los asocia entre si y cuando se los asocia con resistores. Tambin explicamos cuales son las formas de seal mas importantes, realizando varios ejercicios con la mas importante de todas las seales que es la senoidal. Por ltimo aclaramos el tema de la segunda ley de Kirchoff en circuitos de CA y explicamos la suma vectorial de tensiones.En la prxima entrega vamos explicar el fenmeno de la resonancia y como aplicacin vamos a completar el tema de nuestro generador de seales de RF.Fuente: http://electronicacompleta.com/lecciones/reactancia/ Enelectrnicayelectrotecnia, se denominareactanciaa la oposicin ofrecida al paso de lacorriente alternaporinductores(bobinas) ycondensadores, se mide enOhmiosy su smbolo es . Junto a laresistencia elctricadeterminan laimpedanciatotal de un componente o circuito, de tal forma que la reactancia (X) es la parte imaginaria de la impedancia (Z) y la resistencia (R) es la parte real, segn la igualdad:

Tipos de reactancias[editar]Cuando circula corriente alterna por alguno de dos elementos que poseen reactancia, la energa es alternativamente almacenada y liberada en forma decampo magntico, en el caso de las bobinas, o decampo elctrico, en el caso de los condensadores. Esto produce un adelanto o atraso entre laonda de corrientey laonda de tensin. Este desfase hace disminuir lapotenciaentregada a una carga resistiva conectada tras la reactancia sin consumir energa.Si se realiza una representacinvectorialde la reactancia inductiva y de la capacitiva, estos vectores se debern dibujar en sentido opuesto y sobre el eje imaginario, ya que las impedancias se calculan comoyrespectivamente.No obstante, las bobinas y condensadores reales presentan una resistencia asociada, que en el caso de las bobinas se considera en serie con el elemento, y en el caso de los condensadores en paralelo. En esos casos, y como ya se indic arriba, laimpedancia(Z) total es lasuma vectorialde la resistencia (R) y la reactancia (X).En frmulas:

Donde:"j" es la unidad imaginariaes la reactancia en Ohm. es la frecuencia angular a la cual est sometido el elemento, L y C son los valores de inductancia y capacidad respectivamente.Dependiendo del valor de la energa y la reactancia se dice que el circuito presenta: Si, reactanciaInductiva Si, no hay reactancia y la impedancia es puramenteResistiva Si, reactanciaCapacitivaReactancia capacitiva[editar]Lareactancia capacitivase representa pory su valor viene dado por la frmula:

en la que:=Reactancia capacitivaenohms=Capacidad elctricaenfarads=Frecuenciaenhertzs=Frecuencia angularReactancia inductiva[editar]Lareactancia inductivaes representada pory su valor viene dado por:

en la que:=Reactancia inductivaenohm=Inductanciaenhenrios=Frecuenciaenhertz=Frecuencia angularFuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Reactancia