Clase 7 Corriente Alterna

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Máquinas eléctricas “Onda senoidal” La tensión o corriente continua (o directa) se entiende como el flujo de electrones que circulan por algún material en un determinado tiempo, pero sin cambiar de sentido. De esta forma la intensidad de corriente podría aumentar o disminuir con el tiempo, incluso hacerse nula pero no cambiar de sentido. 12 t V(t Tensión producida por una batería de automóvil 0 1,5 t V(t Tensión producida por una pila 0 t máx V ) ( t v Tensión producida por un rectificador de onda completa Continua pulsante 0 t máx V ) ( t v Tensión producida por un rectificador de media onda Continua pulsante 0

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corriente alterna

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Máquinas eléctricas“Onda senoidal”

La tensión o corriente continua (o directa) se entiende como el flujo de electrones que circulan por algún material en un determinado tiempo, pero sin cambiar de sentido. De esta forma la intensidad de corriente podría aumentar o disminuir con el tiempo, incluso hacerse nula pero no cambiar de sentido.

12

t

V(t)

Tensión producida por una batería de automóvil

0

1,5

t

V(t)

Tensión producida por una pila

0

t

máxV

)(tv

Tensión producida por un rectificador de onda completa

Continua pulsante

0

t

máxV

)(tv

Tensión producida por un rectificador de media

onda

Continua pulsante

0

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Máquinas eléctricas“Onda senoidal”

SEÑALES ALTERNAS (CA)

El voltaje o corriente alterna a diferencia con el voltaje o corriente continua puede variar tanto en magnitud como en sentido, así una onda alterna siempre tendrá una parte positiva y una parte negativa.

Onda cuadrada

t

V(t) Diente de sierra

t

V(t)

Onda senoidal

t

V(t)Onda triangular

t

V(t)

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Máquinas eléctricas“Onda senoidal”

Grados20º10º 90º40º30º

0,174

0,342

0,5

0,643

0º 10º 20º 30º 40º 50º 60º 70º 80º 90º

0 0,174 0,342 0,5 0,643 0,766 0,866 0,94 0,985 1)(sen

50º

0,766

1

)(sen

Amplitud es el valor máximo que alcanza la onda.

valor instantáneo

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“Onda senoidal”Máquinas eléctricas

máxV

Tt

Vmáx : Amplitud máxima de la onda es el máximo valor alcanzado Frecuencia (f): número de oscilaciones que se realizan en determinado tiempo.Período (T): tiempo que tarda la onda en describir una oscilación completa.

][1 Segf

T [Hertz]= [Oscilación/Segundo]][1 HertzT

f

máxV

Parámetros de una onda senoidal

ppV

Vp-p : Valor peak to peak es el doble de Vmáx

valores instantáneos

Valor instantáneo: es el valor de amplitud de la señal en un determinado instante de tiempo.

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“Onda senoidal”Máquinas eléctricas

Se llama valor medio de una onda periódica a la media aritmética de todos los valores instantáneos, medidos en un cierto intervalo de tiempo.

T

dttgT

g0

)(1Periódoáreag

T

)(tg

t

g

t2T 3T

10

)(tg

)(segt20 30

5

t

2.5

Área = 25

10

Área = 25

T

El valor promedio de cualquier corriente o voltaje es el valor indicado en un medidor de cd. En otras palabras, a lo largo de un ciclo completo, el valor promedio equivale a un valor de cd

Valor medio de una onda

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“Onda senoidal”Máquinas eléctricas

máxV

t T t

+

_

+

_T

En una tensión o corriente alterna sinusoidal, el valor medio durante un período es nulo: en efecto, los valores positivos se compensan con los negativos. Vdc = 0

PeriódoáreaVDC

0DCV

“Todas las tensiones, corrientes o potencias alternas simétricas tienen valor medio nulo”

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“Onda senoidal”Máquinas eléctricas

Valor promedio de la mitad del pulso positivo de una forma de onda senoidal:

El procedimiento de cálculo que da la solución exacta para la obtención del área de formas de ondas irregulares, se conoce como integración. La integración se presenta aquí sólo para que reconozca el método, no es necesario que lo domine para continuar con este curso.

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“Onda senoidal”Máquinas eléctricas

El valor característico más común de una forma de onda variante con el tiempo es su valor eficaz. La principal razón es que el valor medio de ondas alternas periódicas y simétricas es cero. Un valor cero ciertamente no entrega mucha información acerca de la onda.

El valor eficaz de una señal alterna se refiere al valor que tendría una corriente continua que produciría la misma potencia. El valor eficaz también es conocido como rms.

dttVT

VT

rms 0

2)(1 Tensión eficaz o rms (root mean square)

Valor eficaz de una onda

T

rms dttsenVT

V0

2max )(1

2maxVVrms

Para una onda senoidal:

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“Onda senoidal”Máquinas eléctricas

220 VR R

Ejemplo: la red eléctrica nacional es una tensión senoidal cuya amplitud aproximada es de 311 volts, y posee una frecuencia de 50 Hz.

)(mst

311

-311

20

)(20501 msT

311máxV

Voltaje (V)

“ambos circuitos disipan la misma cantidad de calor”

)(2202)(311 vvVrms

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“Onda senoidal”Máquinas eléctricas

1 seg

)(st

10

-10

][5][1][5 Hertz

segoscf

10máxV

Voltaje (V)

0

][200][2,0511 mss

fT

1 seg

25

-25

Voltaje (V)

0

T

T

][8][1][8 Hertz

segoscf

25máxV

][125][125,0811 mss

fT

Ejemplos

)(st

20 ppV

07,7210

rmsV

50 ppV

67,17225

rmsV