CORRIENTE ALTERNA 1-OBJETIVOS:

Conocer algunos conceptos de la corriente alterna; y el comportamiento de algunos componentes bsicos en circuitos que trabajen con corriente alterna.Cables de conexion

Verificar experimentalmente como funciona una lmpara fluorescente, segn la teora prevista. Realizar medicin de voltaje y corriente alterna en un circuito que consta de una lmpara fluorescente, arrancador y un reactor. Determinar la inductancia y potencia consumida del reactor y tambin calcular la potencia consumida por el fluorescente. Un transportador

2-EQUIPOS:

Un multmetro digitalUn voltimetro de corriente alternaUna caja que contiene: una lmpara fluorescente, un arrancador y un reactor

3-FUNDAENTO TEORICO:Hasta ahora se ha considerado que la corriente elctrica se desplaza desde el polo positivo del generador al negativo (la corriente electrnica o real lo hace al revs: los electrones se ven repelidos por el negativo y atrados por el positivo). CORRIENTE CONTINUASi el valor de la tensin es constante durante todo el tiempo

CORRIENTE VARIABLESi dicho valor de la tensin vara a lo largo del tiempo (pero nunca se hace negativa)

CORRIENTE ALTERNAAhora bien, existen generadores en los que la polaridad est constantemente cambiando de signo, por lo que el sentido de la corriente es uno durante un intervalo de tiempo, y de sentido contrario en el intervalo siguiente. Obsrvese que siempre existe paso de corriente; lo que vario constantemente es el signo (el sentido) de sta.Naturalmente, para cambiar de un sentido a otro, es preciso que pase por cero, por lo que el valor de la tensin no ser el mismo en todos los instantes. A este tipo de corriente se le llama CORRIENTE ALTERNA, y, por el mismo motivo, se habla de TENSION ALTERNA. Nota: La corriente continua se abrevia con las letras C.C. (Corriente Continua) o D.C. (Direct Current), y la alterna, por C.A. (Corriente Alterna) o A.C.(Alternated Current) CORRIENTE SINUSOIDAL La ms importante de las corrientes alternas peridicas es la llamada corriente sinusoidal o senoidal, porque es la nica capaz de pasar a travs de resistencias, bobinas y condensadores sin deformarse. Puede demostrarse que cualquier otra forma de onda se puede construir a partir de una suma de ondas sinusoidales de determinadas frecuencias. El voltaje producido por los generadores es sinusoidal y su valor instantneo V puede expresarse mediante:, donde:- : valor mximo de voltaje (voltios)- : frecuencia angular (

En Per la frecuencia vale 60 Hz

VALORES INSTANTANEOS DE VOLTAJE Y LA CORRIENTE ALTERNA EN UNA RESISTENCIA OHMICASi se aplica dicho voltaje a los extremos de una resistencia hmica, la corriente en dicha resistencia varia sinusoidalmente y se encuentra en fase con el voltaje.

Donde:

VALORES EFICACACES DE CORRIENTE Y VOLTAJEUno de los efectos importantes de la corriente en una resistencia es la produccin de calor. Este efecto calorfico se usa para definir el valor eficaz de una corriente alterna en comparacin a una corriente continua. Se define como valor eficaz de una corriente alterna a la corriente continua que desarrollara el mismo calor en una resistencia en un tiempo igual al periodo T de la seal. La produccin de calor por unida de tiempo est dada por la potencia instantnea P:

Entonces el calor desarrollado en un periodo esta dada por:

Luego:Ahora el calor que desarrolla una corriente continua en el mismo tiempo es:

Igualando ambos valores, encontramos

El valor eficaz del voltaje en los extremos de una resistencia se puede encontrarse de manera similar, entonces:

NOTA:-Los voltmetros y ampermetros utilizados en corriente alterna estn calibrados para medir voltajes y corrientes eficaces.-En circuitos compuestos de resistencias, inductancias y condensadores; la resistencia es el nico que consume energa elctrica.La potencia media consumida por una resistencia R en un circuito de corriente alterna es.

INDUCTANCIA EN UN CIRCUITO DE CORRIENTE ALTERNASi se aplica un voltaje instantneo a una inductancia L, entonces: , pero: Luego:

donde: ,

Ahora en funcin de :

Al se le llama reactancia inductiva, lo cual nos permite deccribir el comportamiento de un inductor.

CONDENSADOR EN UN CIRCUITO DE CORRIENTE ALTERNASi se aplica un voltaje alterno a los extremos de un condensador, este se carga y se descarga peridicamente, y se dice que fluye una corriente a travs del condensador a pesar de que realmente no pasan electrones a travs del dielctrico que separa las placas del condensador.Si la carga en una placa del condensador es en cualquier instante q, la diferencia de potencial entre sus placas es en dicho instante V y esta dado por :

Siendo C la capacidad del condensador La carga en la placa del condensador es igual a la integral de la corriente durante el tiempo en que fluye la carga hacia el condensador, de modo que

Si la corriente es sinusoidal

Con carga inicial del condensador igual a cero, luego la diferencia de potencial V ser: Donde: Reemplazando a sus valores eficaces

El smbolo representa la reactancia capacitiva, lo cual nos permite describir el comportamiento mide un condensador en un circuito de corriente alterna

CIRCUITO EN SERIESi una corriente alterna fluye en un circuito en serie constituido por una resistencia R, una inductancia L y un condensador C, entonces si la corriente sinusoidalmente: El voltaje a travs de cada elemento ser:

Y el valor del voltaje a travs del generador en cualquier instante ser la suma de de acuerdo a la segunda ley de KirchhoffDe aqu vemos que un circuito AC, la tensin en un inductor puro est desfasada en 90 con respecto a la corriente del circuito. La tensin en un condensador se desfasa en 90. La tensin de un resistor esta siempre en fase con la corriente del circuito. Para poder entender mejor las relaciones expresadas se usa los diagramas fasoriales, compuesto de vectores rotantes, aqu se realizan las siguientes consideraciones:

(c)De la figura

El valor mximo de voltaje es y Donde Z se denomina impedancia

El valor instantneo del voltaje es:

Donde el ngulo de fase est dado por)La potencia consumida es el producto del valor eficaz del voltaje y la corriente eficaz

De la figura (C)

El factor es el factor de potencia.EL CIRCUITO DE LA LAMPARA FLUORESCENTEEl reactor est constituido por una inductancia L que esta hecha de alambre de cobre y por lo tantomtiene en si una rsistencia R. El arrancador es una ampolladle vidrio que contiene gas neon y dos electrodos siendo uno de ello bimetlico. Esta ampolla se encuentra montada dentro de un cilindro mtalico.La lmpara fluorescente esta constituida por un tubo de vidrio que contiene dos filamentos de Wolframio(resistencias), argn y mercurio a baja presin.La pared interna del tubo de vidrio esta cubierta por una capa delgada de material fluorescente, Sustancia que emite luz visible cuando incide sobre ella.la luz ultravioleta que surge cuando los electrones chocan con los atomos de mercurio contenido en la lmpara . las sustancia mas usuales son el borato de Cadmio. Para el rosa. El Silicato de Zino para el verde. el Wolfroniato de calcio para el azul y mezclas de estos para el blanco.