Voltaje a través del condensador / inductor en el circuito RLC

Considere un circuito LCR en serie con un a.c. voltaje, \ $ V = 2 \: \ pequeño V \ $ aplicado. Deje que la resistencia sea \ $ R = 1 \: \ Omega \ $, y que las reactancias sea \ $ X_L = X_C = 10 \: \ Omega \ $, lo que significa que las reactancias complejas son \ $ j10 \ $, y \ $ -j10 \ $.

El circuito en serie tiene una impedancia: $$ Z = R + jX_L-jX_C = 1 + j10-j10 = 1 + j0 $$

Es decir, \ $ Z \ $ es una resistencia de \ $ 1 \: \ Omega \ $ y la corriente a través de R, L y C es: $$ I = \ frac {V} {Z} = \ frac {V} {R} = \ frac {2} {1} = 2 A $$ Por lo tanto, los voltajes en \ $ L \ $ y \ $ C \ $ serán: \ $ j I X_L = j20 \: V \ $, y \ $ - j I X_C = -j20 \: V \ $, respectivamente.

Por lo tanto, el capacitor y el inductor tienen voltajes de \ $ 20 \: V \ $, pero estos están \ $ 180 ° \ $ fuera de fase, por lo que se cancelan entre sí cuando observan el voltaje total en la configuración de la serie.

La razón de este fenómeno se llama resonancia, en este caso entre el condensador y el inductor. Cuando aplica voltaje de CC a un capacitor o un inductor, almacenarán energía formando un campo eléctrico. Cuando quita el voltaje, la energía almacenada fluirá nuevamente dentro del circuito. Como se mencionó, tanto un capacitor como un inductor harán esto, pero lo hacen de una manera diferente.

Ahora, cuando aplique voltaje de CA, el voltaje cambiará constantemente, por lo que los elementos almacenan energía constantemente y liberan energía nuevamente dentro del circuito. Debido a que un capacitor y un inductor hacen esto en diferentes momentos, es posible que lo hagan para un circuito resonante, lo que significa que la energía del capacitor fluye hacia el inductor y viceversa. Debido a este elemento adicional de transferencia de energía en la parte superior del voltaje de CA suministrado, el voltaje entre estos 2 elementos será más alto que el voltaje de CA que aplicó.