Corriente AlternaDr. Jos Luis Moncada

Objetivos Identificar funciones peridicas para determinar desfases, valores medios y eficaces en onda sinusoidales. Identificar las propiedades y diferencia de la corriente alterna en relacin a la corriente continua. Calcular impedancia, reactancia y desfases de circuitos. Calcular y transformar entre variables que caracterizan al voltaje en corriente alterna: Vp, Vpp, Vrms

Contenido Seales y formas de onda Corriente alterna: fases, frecuencia y ngulo de desfase. Frecuencia, periodo y longitud de onda. Amplitud de una onda: Voltaje de peack, peack to peack y RMS. Reactancia. Impedancia.

Que es la corriente Alterna Las bateras generan corriente directa o continua (C.C.), otro tipo de corriente que existe se llama corriente alterna (C.A.) ya que cambia constantemente de direccin.

La corriente en todo circuito fluye del terminal negativo hacia el positivo, por lo mismo, para que haya flujo de corriente alterna la polaridad debe de cambiar su direccin. A las fuentes con estas caractersticas se les llama fuentes de corriente alterna.

Seales y formas de ondaCorriente Sinusoidal, es la corriente domiciliaria.

Seales y formas de onda

Diente de Sierra Sinusoidal

Rectangular

Triangular

Fases, frecuencia y ngulo de desfase. Voltajes estn en fase cuando los nodos coinciden, cuando los nodos de una seal se desplaza se dice que estn en desfase.

A) Fase; B) Angulo de Desfase de 90; C) Desfase 180

Fases, frecuencia y ngulo de desfase. Ejemplos: Cual es el desfase de las siguientesseales?

Fases, frecuencia y ngulo de desfase. Frecuencia (f): Constituye un fenmeno de fsico que se repite cclicamente un nmero determinado de veces durante un segundo de tiempo. Unidad Hertz (1/s)

Periodo (T): Tiempo que demora en cumplir un ciclo o dar una vuelta de 360. Partes de una onda: Amplitud Nodo Pico y Valle Longitud de onda PDistancia entre dos picos consecutivos

Voltajes y Frecuencias

Frecuencia MULTIPLOS DE HERTZ (Hz) Kilohertz (kHz) = 103 Hz = 1 000 Hz Megahertz (MHz) = 106 Hz = 1 000 000 Hz Gigahertz (GHz) = 109 Hz = 1 000 000 000 Hz

Voltaje Voltaje de pico (Vp): Corresponde al voltaje mximo o mnimo dado por las crestas de la onda. Voltaje de pico a pico (Vpp): La diferencia entre el Vmax y Vmin es el llamado voltaje pico-pico (Vpp) y es igual al doble del Voltaje Pico (Vp). Voltaje RMS (Vrms) : Se puede obtener el voltaje equivalente en corriente continua de este voltaje alterno con ayuda de la frmula, Vrms = 0.707 x Vp. Este valor de voltaje es el que obtenemos cuando utilizamos un multitester.

Corriente AlternaVENTAJAS DE LA CORRIENTE ALTERNAEntre algunas de las ventajas de la corriente alterna, comparada con la corriente directa o continua, tenemos las siguientes: Permite aumentar o disminuir el voltaje o tensin por medio de transformadores. Se transporta a grandes distancias con poca de prdida de energa. Es posible convertirla en corriente directa con facilidad. Al incrementar su frecuencia por medios electrnicos en miles o millones de ciclos por segundo (frecuencias de radio) es posible transmitir voz, imagen, sonido y rdenes de control a grandes distancias, de forma inalmbrica. Los motores y generadores de corriente alterna son estructuralmente ms sencillos y fciles de mantener que los de corriente directa.

Reactancia Reactancia a la oposicin ofrecida al paso de la corriente alterna por inductores (bobinas) o condensadores y se mide en Ohms. Los otros dos tipos bsicos de componentes de los circuitos, transistores y resistores, no presentan reactancia. Reactancia Capacitiva se representa por XC (ohm) y su valor viene dado por la frmula: Reactancia inductiva se representa por XL (ohm) y su valor viene dado por: [: frecuencia angular C: Capacitancia (Faradio) L: Impedancia (Henrri)

Impedancia La impedancia (Z) es una magnitud que establece la relacin (cociente) entre la tensin y la intensidad de corriente. Tiene especial importancia si la corriente vara en el tiempo, en cuyo caso, sta, la tensin y la propia impedancia se describen con nmeros complejos o funciones del anlisis armnico.

La impedancia se compone por una parte real Resistiva (R) y otra imaginaria Reactancia (X).

Impedancia Lo que sucede es que estos elementos (la bobina y el condensador) causan una oposicin al paso de la corriente alterna (adems de un desfase), pero idealmente no causa ninguna disipacin de potencia, como si lo hace la resistencia (La Ley de Joule) En la bobina y el condensador, la corriente alterna provocan un desfase entre las corrientes y los voltajes, que en el primer caso es atrasada y en el segundo caso es adelantada. La impedancia se obtiene calculando la hipotenusa del producto vectorial o triangulo de impedancia.

El desfase que ofrece un bobina y un condensador son opuestos y, si estos llegaran a ser de la misma magnitud, se cancelaran y la impedancia total del circuito sera igual al valor de la resistencia.

Taller 2.11. En una medicin de corriente alterna, cual es el valor que reporta un Ampermetros o un voltmetro?. 2. Por que se utiliza la corriente alterna para la transmisin de energa elctrica? 3. Cuales son las unidades de la reactancia capacitiva y la reactancia inductiva? 4. Que entiende por reactancia capacitiva y reactancia inductiva? 5. Averige cual es la funcin del cable a tierra en la conexin domiciliaria. 6. Por que se provocan los corto circuitos. Cuales son los riesgos que implica un circuito.

Taller 2.21. Determine la resistencia equivalente en la instalacin elctrica de su casa y cual es la intensidad de corriente que consume si todos los artefactos estuviesen funcionando? 2. Que sucedera con la corriente de pico si el voltaje RMS aumenta al doble? 3. Una bobina de autoinduccin de L=319 mH y resistencia hmica despreciable se conecta a la red de 220 V y 50 Hz. Cul es la intensidad que circula?

Taller 2.3 La corriente de un circuito tiene una frecuencia de 50 Hz y un valor eficaz de 5 A. Debido a la intensidad, en un elemento del circuito se produce una cada de tensin eficaz V=60 V. La tensin tiene un retraso N de 15 respecto de la corriente. Calcula los valores instantneos de la tensin y la corriente para t=0,1 ms.

Valores mximos Vm=V/(0,707) = 84,8 V Imax=I/0,707=7,1 V N= 15=15x360/2T=0,26 rad V=Vmax sen (2Tft)=84,8 x sin (2p50 x 10-4)=2,7 V I=Imax sen(2Tft+N)=2 A

Resumen Seales y formas de onda Corriente alterna: fases, frecuencia y ngulo de desfase. Frecuencia, periodo y longitud de onda. Amplitud de una onda: Voltaje de peack, peack to peack y RMS. Reactancia. Impedancia.