Diferencia clave: resistencia frente a reactancia
Los componentes eléctricos como resistencias, inductores y capacitores tienen algún tipo de obstrucción para la corriente que los atraviesa. Mientras que las resistencias reaccionan tanto a la corriente continua como a la corriente alterna, los inductores y los capacitores responden solo a variaciones de corriente o corriente alterna. Este obstáculo a la corriente de estos componentes se conoce como impedancia eléctrica (Z). La impedancia es un valor complejo en el análisis matemático. La parte real de este número complejo se llama resistencia (R), y solo las resistencias puras tienen resistencia. Los capacitores e inductores ideales contribuyen a la parte imaginaria de la impedancia que se conoce como reactancia (X). Por lo tanto, la diferencia clave entre resistencia y reactancia es que la resistencia es una parte real de la impedancia de un componente, mientras que la reactancia es una parte imaginaria de la impedancia de un componente. Una combinación de estos tres componentes en los circuitos RLC crea una impedancia en la ruta de corriente.
¿Qué es la resistencia?
La resistencia es el obstáculo que enfrenta el voltaje al conducir una corriente a través de un conductor. Si se va a conducir una gran corriente, el voltaje aplicado a los extremos del conductor debe ser alto. Es decir, el voltaje aplicado (V) debe ser proporcional a la corriente (I) que pasa por el conductor, como lo establece la ley de Ohm; la constante de esta proporcionalidad es la resistencia (R) del conductor.
V=YO X R
Los conductores tienen la misma resistencia independientemente de si la corriente es constante o variable. Para corriente alterna, la resistencia se puede calcular usando la Ley de Ohm con voltaje y corriente instantáneos. La resistencia medida en ohmios (Ω) depende de la resistividad del conductor (ρ), la longitud (l) y el área de la sección transversal (A), donde,
La resistencia también depende de la temperatura del conductor ya que la resistividad cambia con la temperatura de la siguiente manera. donde ρ 0 se refiere a la resistividad especificada a la temperatura estándar T0 que suele ser la temperatura ambiente, y α es el coeficiente de temperatura de la resistividad:
Para un dispositivo con resistencia pura, el consumo de energía se calcula por el producto de I2 x R. Dado que todos esos componentes del producto son valores reales, la energía consumida por la resistencia será un poder real. Por lo tanto, la potencia suministrada a una resistencia ideal se utiliza por completo.
¿Qué es la reactancia?
La reactancia es un término imaginario en un contexto matemático. Tiene la misma noción de resistencia en los circuitos eléctricos y comparte la misma unidad de ohmios (Ω). La reactancia ocurre solo en inductores y capacitores durante un cambio de corriente. Por lo tanto, la reactancia depende de la frecuencia de la corriente alterna a través de un inductor o capacitor.
En el caso de un capacitor, acumula cargas cuando se aplica un voltaje a las dos terminales hasta que el voltaje del capacitor coincida con el de la fuente. Si el voltaje aplicado es con una fuente de CA, las cargas acumuladas se devuelven a la fuente en el ciclo negativo del voltaje. A medida que aumenta la frecuencia, menor es la cantidad de cargas almacenadas en el capacitor durante un corto período de tiempo, ya que el tiempo de carga y descarga no cambia. Como resultado, la oposición del condensador al flujo de corriente en el circuito será menor cuando aumente la frecuencia. Es decir, la reactancia del capacitor es inversamente proporcional a la frecuencia angular (ω) de la CA. Por lo tanto, la reactancia capacitiva se define como
C es la capacitancia del capacitor yf es la frecuencia en Hertz. Sin embargo, la impedancia de un condensador es un número negativo. Por lo tanto, la impedancia de un capacitor es Z=– i / 2 π fC. Un capacitor ideal solo está asociado con una reactancia.
Por otro lado, un inductor se opone a un cambio de corriente a través de él creando una fuerza contraelectromotriz (fem) a través de él. Esta fem es proporcional a la frecuencia del suministro de CA y su oposición, que es la reactancia inductiva, es proporcional a la frecuencia.
La reactancia inductiva es un valor positivo. Por tanto, la impedancia de un inductor ideal será Z=i2 π fL. Sin embargo, siempre se debe tener en cuenta que todos los circuitos prácticos también consisten en resistencia, y estos componentes se consideran en los circuitos prácticos como impedancias.
Como resultado de esta oposición a la variación de corriente de los inductores y capacitores, el cambio de voltaje a través de ellos tendrá un patrón diferente al de la variación de corriente. Esto significa que la fase del voltaje de CA es diferente de la fase de la corriente de CA. Debido a la reactancia inductiva, el cambio de corriente tiene un retraso con respecto a la fase de tensión, a diferencia de la reactancia capacitiva, en la que la fase de corriente va en cabeza. En componentes ideales, este adelanto y atraso tiene una magnitud de 90 grados.
Figura 01: Relaciones de fase de voltaje-corriente para un capacitor y un inductor.
Esta variación de la corriente y el voltaje en los circuitos de CA se analiza mediante diagramas fasoriales. Debido a la diferencia de las fases de corriente y voltaje, la potencia entregada a un circuito reactivo no es consumida completamente por el circuito. Parte de la energía entregada se devolverá a la fuente cuando el voltaje sea positivo y la corriente sea negativa (como cuando el tiempo=0 en el diagrama anterior). En los sistemas eléctricos, para una diferencia de ϴ grados entre las fases de tensión y corriente, cos(ϴ) se denomina factor de potencia del sistema. Este factor de potencia es una propiedad crítica para controlar en los sistemas eléctricos, ya que hace que el sistema funcione de manera eficiente. Para que el sistema utilice la potencia máxima, el factor de potencia debe mantenerse haciendo ϴ=0 o casi cero. Dado que la mayoría de las cargas en los sistemas eléctricos suelen ser cargas inductivas (como los motores), los bancos de condensadores se utilizan para la corrección del factor de potencia.
¿Cuál es la diferencia entre resistencia y reactancia?
Resistencia vs Reactancia |
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| La resistencia es la oposición a una corriente constante o variable en un conductor. Es la parte real de la impedancia de un componente. | La reactancia es la oposición a una corriente variable en un inductor o un condensador. La reactancia es la parte imaginaria de la impedancia. |
| Dependencia | |
| La resistencia depende de las dimensiones, la resistividad y la temperatura del conductor. No cambia debido a la frecuencia del voltaje de CA. | La reactancia depende de la frecuencia de la corriente alterna. Para inductores, es proporcional y para capacitores, es inversamente proporcional a la frecuencia. |
| Fase | |
| La fase del voltaje y la corriente a través de una resistencia es la misma; es decir, la diferencia de fase es cero. | Debido a la reactancia inductiva, el cambio de corriente tiene un retraso con respecto a la fase de voltaje. En la reactancia capacitiva, la corriente es líder. En una situación ideal, la diferencia de fase es de 90 grados. |
| Poder | |
| El consumo de energía debido a la resistencia es potencia real y es el producto del voltaje y la corriente. | La energía suministrada a un dispositivo reactivo no es consumida por completo por el dispositivo debido a la corriente de atraso o de adelanto. |
Resumen: resistencia frente a reactancia
Los componentes eléctricos como resistencias, capacitores e inductores crean un obstáculo conocido como impedancia para que la corriente fluya a través de ellos, lo cual es un valor complejo. Los resistores puros tienen una impedancia de valor real conocida como resistencia, mientras que los inductores ideales y los capacitores ideales tienen una impedancia de valor imaginario llamada reactancia. La resistencia ocurre tanto en corriente continua como en corriente alterna, pero la reactancia ocurre solo en corrientes variables, lo que crea una oposición para cambiar la corriente en el componente. Mientras que la resistencia es independiente de la frecuencia de CA, la reactancia cambia con la frecuencia de CA. La reactancia también hace una diferencia de fase entre la fase actual y la fase de voltaje. Esta es la diferencia entre resistencia y reactancia.
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