Circuitos de corriente alterna
Definición de corriente alterna:
Corriente que circula durante un tiempo en un sentido y luego en sentido opuesto repitiéndose este proceso en forma constante.
Los circuitos de corriente alterna son los que están formados por una fuente de corriente alterna (fem alterna), resistencias, capacitores, y/o inductores
En los circuitos de corrientealterna la corriente (o intensidad) y el voltaje pueden ir desfasados según sea el componente pasivo (resistencia, bobina o capacitor) colocado en el circuito.
6.7 Fuentes de Corriente Alterna
Una fuente de corriente alterna no es mas que la encargada de suministrarle electricidad a un determinado circuito (en este caso circuito de corriente alterna), un ejemplo de esto seria la electricidadque obtenemos en nuestras casas para alimentar nuestros aparatos eléctricos.
El funcionamiento básico de una fuente de corriente alterna consiste en la rotación de una bobina con velocidad angular constante frente a la presencia de un campo magnético uniforme producido por los polos de un imán.
6.7.1 Voltajes senoidales
En una fem de corriente alterna el voltaje varia según laecuación
? = ?mSen(?t)
Donde:
?m = Es la amplitud de la fem variable
? = La frecuencia angular medida en radianes/segundos (o Hertz)
Y la corriente varía según la ecuación
i = imSen(?t-?)
Donde:
im = Es la amplitud de la corriente (la magnitud máxima de la corriente)
? = Es una constante de fase o el ángulo de fase que indica la relación entre las fases i y ?
6.7.2 Voltaje rms(Vrms)
La corriente alterna y los voltajes cuado son alternos (como este caso) se expresan mediante los términos de valor efectivo o RMS (Root Mean Square – Raíz Media Cuadrática)
Y se puede calcular de la siguiente manera:
Vrms=0.707*Vp
Donde:
Vp = El máximo (o mínimo) voltaje
Vpp = Es 2 veces el Vp
El significado de rms y el porque se usa tiene que ver con que el voltaje ocorriente rms disipa el equivalente de calor que disipa la corriente o el voltaje en corriente directa.
6.8 Circuito resistivo de una sola malla
En la figura se puede apreciar que el voltaje en R es:
VR = iR = imRSen(?t-?)
6.8.1 Gráficos V-t e I-t
La relación entre la ecuación anterior y la ecuación de cómo varia la corriente con el tiempo (i = imSen(?t-?)) demuestra que VR ei variando en el tiempo están en fase. Esto se puede apreciar en la siguiente figura.
[pic]
6.8.2 Diagrama de fasores
En esta figura se puede representar lo mismo que en la figura anterior, solo que, aquí se representa por medio de fasores, las líneas de los fasores giran en sentido contrario a las agujas del reloj con una frecuencia angular ? alrededor del origen.
Los fasoresposeen las siguientes características:
? La longitud del favor es directamente proporcional al valor máximo de la cantidad alternante que interviene, para el caso:
Para la diferencia de potencial > (VR)max = imR
Para la corriente > i = im
? La proyección de cada favor sobre el eje vertical da como resultado el valor instantáneo de la cantidad alternante considerada. Lasflechas representadas en el eje vertical corresponden a VR e i, ambas variables con el tiempo.
6.9 Circuito inductivo de una sola malla
De esta figura se puede apreciar que el voltaje en la bobina en:
VL = L(di/dt) = Lim?Cos(?t-?)
6.9.1 Reactancia inductiva
Al igual que como se hizo para el caso anterior utilizando la ecuación de cómo varia la corriente con respecto al tiempo(i = imSen(?t-?)) y la identidad trigonometriíta Cos(?) = Sen(?+?/2 ), podemos reescribir la ecuación anterior a la siguiente
VL = Lim?Sen(?t-?+?/2)
Ahora la comparación entre la ecuación anterior y la ecuación de cómo varia la corriente con respecto al tiempo (i = imSen(?t-?)) demuestra que las cantidades VL e i variables en el tiempo NO están en fase, es decir están un cuarto de ciclo…