Um circuito RLC em série combina um resistor, um indutor e um capacitor ao longo de um único caminho de corrente, e como ele responde depende muito da frequência de acionamento. Esta calculadora calcula as três grandezas que engenheiros e estudantes verificam com mais frequência: impedância (a oposição total à corrente em uma determinada frequência), frequência de ressonância (onde a impedância está no mínimo) e ângulo de fase (se a corrente está adiantada ou atrasada na tensão, e em quanto).

Como funciona a calculadora de circuito RLC

A calculadora primeiro encontra a oposição de cada componente reativo à corrente: a reatância indutiva X_L = 2πfL aumenta com a frequência, enquanto a reatância capacitiva X_C = 1/(2πfC) diminui com a frequência. Como eles se movem em direções opostas, a resistência constante R do resistor e essa reatância líquida dependente da frequência (X_L - X_C) se combinam como as duas pernas de um triângulo retângulo para fornecer a impedância total, Z = √(R² + (X_L - X_C)²) - a hipotenusa. As mesmas três quantidades determinam o ângulo de fase φ = atan((X_L − X_C)/R), o deslocamento entre as formas de onda de tensão e corrente. Separadamente, a frequência de ressonância f₀ = 1/(2π√(LC)) é a única frequência onde X_L e X_C são exatamente iguais - nesse ponto eles se cancelam completamente, φ cai para 0° e a impedância cai para seu mínimo absoluto, Z = R.

Entradas e o que elas significam

Resistência (R) é a oposição real e independente da frequência do circuito à corrente, em ohms. A indutância (L) define a intensidade com que uma corrente variável induz uma tensão oposta – medida em henries, mas geralmente inserida em milihenries (mH) ou microhenries (µH) para bobinas do mundo real. A capacitância (C) define a quantidade de carga que um capacitor armazena por volt – em farads, embora os capacitores práticos sejam quase sempre especificados em microfarads (µF), nanofarads (nF) ou picofarads (pF). Frequência (f) é a frequência de acionamento da fonte CA em hertz. Dos quatro, L e C juntos definem onde ocorre a ressonância; R não altera a frequência de ressonância, mas define o piso da impedância na ressonância e a intensidade com que a impedância aumenta à medida que você se afasta de f₀.

Limites e casos extremos

Esta calculadora modela um circuito RLC de série ideal com um único resistor, indutor e capacitor — ela não leva em conta topologias RLC paralelas (tanque), resistência parasita dentro de indutores e capacitores do mundo real ou redes de filtros de vários estágios, todos os quais alteram a ressonância e o amortecimento efetivos. Uma resistência de exatamente 0 Ω é aceita (um circuito LC idealizado) e produz um ângulo de fase de exatamente ±90° em vez de um resultado indefinido. Resistências extremamente pequenas combinadas com uma frequência muito próxima da ressonância podem fazer com que a corrente teórica aumente acentuadamente - em um circuito real, a resistência parasita na fiação e nos componentes limita o quão longe isso realmente vai, então trate resultados muito próximos da ressonância com R ≈ 0 como um limite teórico em vez de uma leitura literal de corrente.