Concepto de Corriente Alterna

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INTRODUCCIÓN La electricidad, en la actualidad es utilizada en todo el mundo. No existe país, región o conglomerado social en la cual esta maravillosa energía no esté presente. Solo basta oprimir un botón y toda la tecnología moderna se pone en acción. Para que todo sea fácil, debe de existir un gran respaldo y una buena investigación y un profundo estudio. Este trabajo muestra las bases a los estudiantes de la especialidad de técnico en las instalaciones y de mantenimiento eléctrico que se imparte a las escuelas de nivel medio como el mismo Liceo Politécnico. La electrotecnia de la corriente es el estudio de las teorías, leyes y prácticas de este tipo de energía que es la más utilizada en todo el mundo. En forma sencilla, clara y concreta se tocan todos los temas del programa oficial y se guía al alumno en forma lógica hasta finalizar el curso. El motivo de este trabajo es que los apuntes faciliten el estudio de la materia a todos los alumnos que han elegido esta especialidad. Además de las ventajas que esta energía tiene:

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Trabajo de corriente alterna

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Page 1: Concepto de Corriente Alterna

INTRODUCCIÓN

La electricidad, en la actualidad es utilizada en todo el mundo. No existe país,

región o conglomerado social en la cual esta maravillosa energía no esté presente. Solo

basta oprimir un botón y toda la tecnología moderna se pone en acción. Para que todo sea

fácil, debe de existir un gran respaldo y una buena investigación y un profundo estudio.

Este trabajo muestra las bases a los estudiantes de la especialidad de técnico en las

instalaciones y de mantenimiento eléctrico que se imparte a las escuelas de nivel medio

como el mismo Liceo Politécnico.

La electrotecnia de la corriente es el estudio de las teorías, leyes y prácticas de este

tipo de energía que es la más utilizada en todo el mundo.

En forma sencilla, clara y concreta se tocan todos los temas del programa oficial y

se guía al alumno en forma lógica hasta finalizar el curso.

El motivo de este trabajo es que los apuntes faciliten el estudio de la materia a todos

los alumnos que han elegido esta especialidad.

Además de las ventajas que esta energía tiene:

La corriente alterna presenta ventajas decisivas de cara a la producción y transporte

de la energía eléctrica, respecto a la corriente continua:

1-Generadores y motores más baratos y eficientes, y menos complejos

2-Posibilidad de transformar su tensión de manera simple y barata

(transformadores)

3-Posibilidad de transporte de grandes cantidades de energía a largas

distancias con un mínimo de sección de conductores ( a alta tensión)

4-Posibilidad de motores muy simples, (como el motor de inducción

asíncrono de rotor en cortocircuito)

5-Desaparición o minimización de algunos fenómenos eléctricos indeseables

(magnetización en las maquinas, y polarizaciones y corrosiones electrolíticas en pares

metálicos)

Page 2: Concepto de Corriente Alterna

La corriente continua, presenta la ventaja de poderse acumular directamente, y para

pequeños sistemas eléctricos aislados de baja tensión, (automóviles) aún se usa (Aunque

incluso estos acumuladores se cargan por alternadores)

Actualmente es barato convertir la corriente alterna en continua (rectificación) para

los receptores que usen esta última (todos los circuitos electrónicos).

CONCEPTO DE CORRIENTE ALTERNA

Page 3: Concepto de Corriente Alterna

La corriente alterna es aquella en que la que la intensidad cambia de dirección

periódicamente en un conductor. como consecuencia del cambio periódico de polaridad de

la tensión aplicada en los extremos de dicho conductor.

La variación de la tensión con el tiempo puede tener diferentes formas: senoidal (la

forma fundamental y más frecuente en casi todas las aplicaciones de electrotecnia);

triangular; cuadrada; trapezoidal; etc. Si bien estas otras formas de onda no senoidales son

más frecuentes en aplicaciones electrónicas.

Las formas de onda no senoidales pueden descomponerse por desarrollo en serie de

Fourier en suma de ondas senoidales (onda fundamental y armónicos), permitiendo así el

estudio matemático y la de sus circuitos asociados.

 

Corriente alterna senoidal

 

VENTAJAS DE LA CORRIENTE ALTERNA

Page 4: Concepto de Corriente Alterna

La corriente alterna presenta ventajas decisivas de cara a la producción y

transporte de la energía eléctrica, respecto a la corriente continua:

1-Generadores y motores más baratos y eficientes, y menos complejos

2-Posibilidad de transformar su tensión de manera simple y barata

(transformadores)

3-Posibilidad de transporte de grandes cantidades de energía a largas

distancias con un mínimo de sección de conductores ( a alta tensión)

4-Posibilidad de motores muy simples, (como el motor de inducción

asíncrono de rotor en cortocircuito)

5-Desaparición o minimización de algunos fenómenos eléctricos indeseables

(magnetización en las maquinas, y polarizaciones y corrosiones electrolíticas en pares

metálicos)

La corriente continua, presenta la ventaja de poderse acumular directamente, y para

pequeños sistemas eléctricos aislados de baja tensión, (automóviles) aun se usa (Aunque

incluso estos acumuladores se cargan por alternadores)

Actualmente es barato convertir la corriente alterna en continua (rectificación) para

los receptores que usen esta ultima (todos los circuitos electrónicos).

Valores y parámetros de la corriente alterna

a) valor máximo de tensión y de corriente. ( Em)

Es el máximo valor que alcanza la forma de onda ya sea positiva o negativa, desde el eje de

referencia hasta el punto más alto de la cresta o el punto mas bajo del valle. Se denota por

la letra Em si es tensión o Im si corriente.

b) Valor de pico de tensión y de corriente.

Es el valor que va desde el máximo positivo hasta el máximo negativo es decir desde la

punta más alta de una cresta hasta la parte más baja de un valle. Se identifica por las letras

Page 5: Concepto de Corriente Alterna

Epp si es la tensión o Ipp si es la corriente. Con relación al valor máximo se tiene la

siguiente relación.

Epp = 2 · Em ó Ipp = 2 · Im

c) Valor eficaz de tensión y de corriente

El valor eficaz de la tensión o de la corriente es el valor más importante de la C.A. se puede

definir como la parte componente del valor máximo que se utiliza, de la C.A por lo anterior

se considera que este valor es el mas importante de la corriente alterna.

Se denota por la letra E si es tensión y por la I se es corriente. También se le conoce como

valor efectivo de tensión o corriente o valor RMS.

O sea es el valor que es indicado por los instrumentos.

En relación con el valor máximo se tienen las siguientes equivalencias:

E = 0.707 · Em ó I = 0.707 · Im ó

d) Valor promedio de tensión y de corriente

El valor promedio de tensión y de corriente se puede determinar como el promedio de todos

los valores instantáneos en un semiciclo de la forma de onda. Se denota por las letras Epom

si es la tensión o Iprom si es la corriente. En relación con los otros valores máximos de

tensión o de corriente se tienen las siguientes igualdades:

Eprom = 0.637 · Em ó Iprom = 0.637 · Im

e) Valor instantáneo de tensión y de corriente

Page 6: Concepto de Corriente Alterna

El valor instantáneo de tensión y de corriente es aquel que tiene la señal senoidal en

cualquier instante se puede considerar que la forma de onda esta formada por infinitos

valores instantáneos que se presentan sucesivamente, se denotan por la letra e si es

tensión o la letra e si es tensión o la letra y si es corriente, las ecuaciones representativas

de estos parámetros son los siguientes aunque posteriormente se analizaran con mayor

detalle.

E = Em · sen · Volts ó I = Im · sen · Amp

Consideremos que es una señal de tensión pero es lo mismo para la corriente.

También hay una serie de otros parámetros de la corriente alterna que no se ubican

directamente en la forma de onda pero son muy importantes: ciclo, periodo, frecuencia.

Ciclo.- se llama ciclo a toda forma de onda que completa una forma, es decir comienza

en un punto de la forma de onda y termina el mismo punto para iniciar otro ciclo.

Periodo.- se determina periodo al tiempo en segundo, que tarda en completarse un

ciclo. Se denota por la letra T.

Page 7: Concepto de Corriente Alterna

T= periodo en segundos

T = 1/f seg.

Frecuencia.- Se denomina frecuencia al número de ciclos que se realizan en un

segundo. Se denota por la letra F y sus unidades son los ciclos/segundo también se le

conoce como hertz (Hz).

F = 1/T Hz ;

FRECUENCIA Y PERIODO

Page 8: Concepto de Corriente Alterna

La frecuencia f es nº de ciclos por unidad de tiempo . Su unidad es el Hz (Herzio)

=1 ciclo/s . Industrialmente se usan corrientes de 50 Hz (60Hz en América),

Dimensionalmente la frecuencia son ciclos/tiempo ,o sea t –1.

El periodo T es la inversa de la frecuencia, o lo que es lo mismo, el tiempo que dura

un ciclo completo.

T= 1/f (dimension; t)

Una onda variable senoidalmente con el tiempo puede considerarse como la

proyección sobre un diámetro de un movimiento circular uniforme de velocidad angularw,

entonces la tensión instantánea V ;

 

V = VM sen wt

En donde VM es el valor máximo a que llega la tensión, y

w = 2p f (radianes /s)

 

PRODUCCIÓN DE CORRIENTE ALTERNA

Industrialmente se produce en su casi totalidad por generadores rotativos

electromecánicos movidos por motores térmicos, hidráulicos, eólicos etc..

Para pequeñas potencias se usan también convertidores electrónicos cc/ca

(onduladores) que entregan formas de onda más o menos senoidales (desde trapeciales a

casi senoidal pura) partiendo de corriente continua (acumuladores).

Los generadores electromecánicos se basan en la producción de tensión por

inducción, cuando un conductor se mueve en un campo magnético.

Page 9: Concepto de Corriente Alterna

Movimiento de un conductor en un campo magnético

 

Este experimento demuestra el principio de la producción de energía eléctrica a

través de la energía mecánica,

(vía electromagnetismo)

Los generadores reales están construidos por bobinas que experimentan un

movimiento relativo de giro respecto a un campo magnético y en el interior de él. ( O bien

se mueve el campo, o bien las bobinas)

 

Generador elemental de corriente alterna senoidal

Por razones geométricas, en estas máquinas se cumple que , a constancia de

velocidad de giro del eje, el flujo magnético que atraviesa las bobinas es aproximadamente

función senoidal del tiempo, y por consiguiente su derivada d /dt también lo es, y en

consecuencia la tensión inducida E, (que es proporcional a esa derivada , también lo es).

Page 10: Concepto de Corriente Alterna

Generador bipolar de corriente alterna de inductor giratorio

 

La frecuencia producida, si p es el nº de pares de polos , y n la velocidad de giro

(revoluciones/s) es :

f= p  n

Análisis de circuitos en corriente alterna

Descripción gráfica de corriente y tensión de CORRIENTE ALTERNA

(C.A).

Page 11: Concepto de Corriente Alterna

La señal eléctrica denominada corriente alterna puede indicar una tensión o una

corriente e inclusive una potencia eléctrica. Gráficamente, una señal eléctrica de C.A, sobre

un nivel preestablecido es aquella que tiene una forma de onda que cambia

alternativamente entre positivo y negativo respecto a ese nivel para tener una explicación

más clara es preciso distinguir los términos onda senoidal, la que más nos interesa es la

tensión senoidal de corriente alterna. Dado este tipo de señal se encuentra en la gran

mayoría de los casos, se puede aplicar sin confusión las frases abreviadas de “Tensión de

C.A” o Corriente de C.A”.

Componentes Activos en corriente alterna

Componentes pasivos ideales

Los fenómenos electromagnéticos básicos empleados en los circuitos eléctricos son

tres:

Efecto resistivo : Representa la caída de tensión electrocinética en el interior

de un conductor.

Efecto capacitivo : Se produce por el almacenamiento de cargas en un

sistema formado por dos conductores separados por una pequeña distancia.

Efecto inductivo : Producido por la influencia de los campos magnéticos.

Los componentes ideales pasivos basan su funcionamiento en uno de estos tres

efectos electromagnéticos.

Page 12: Concepto de Corriente Alterna

LEY DE LENZ

Generalizando, y como se puede comprobar experimentalmente, la fuerza

electromotriz instantánea E ,que se induce en un circuito en cuyo interior está variando el

flujo magnético F;

E = dF / dt

El sentido de la corriente inducida es tal. que el campo producido por esta

corriente se opone a la variación de campo que la creó

Si el circuito en cuestión es una bobina con n espiras las fuerzas electromotrices de

cada espira se suman:

E = n dF / dt

La frecuencia producida, si p es el nº de pares de polos , y n la velocidad de giro

(revoluciones/s) es :

f= p  n

 

VALORES MAXIMOS Y EFICACES DE LA CORRIENTE ALTERNA

SENOIDAL

Se designa como valor eficaz de una magnitud sinusoidal a la raíz cuadrada del

valor medio de su cuadrado, y es igual al valor máximo dividido por raíz cuadrada de 2

Page 13: Concepto de Corriente Alterna

En corriente alterna la tensión eficaz tiene un concepto físico de equivalencia con

una tensión de corriente continua que produjese la misma disipación térmica en la

resistencia, que la que disipa la corriente alterna.

valor eficaz de una magnitud senoidal

 

A este valor eficaz están asociados los efectos energéticos térmicos y

electromecánicos, y por eso, los valores eficaces son los que se utilizan en mayor grado en

el cálculo y en las aplicaciones de la corriente alterna..

Así una tensión eficaz de 220V sinusoidal tiene un valor máximo de 311V

(independientemente de su frecuencia) y equivale energéticamente hablando a una corriente

continua de 220 V.

Análogamente, las intensidades sinusoidales producidas por las tensiones tienen su

valor eficaz. (que es el máximo, dividido por 1,4142..)

Obsérvese que el valor medio de la senoide, que es el valor máximo multiplicado

por 2/p no coincide con el eficaz.

 

SOLENOIDES, AUTOINDUCION

En corriente alterna , las maquinas generadoras, los transformadores, los motores y

otros receptores están constituidos por bobinas sobre núcleos ferromagnéticos, bobinas

que tienen un comportamiento en corriente alterna (ca) distinto a su comportamiento en cc ,

Page 14: Concepto de Corriente Alterna

introduciendo un desfase entre la tensión en sus bornes y la intensidad que los atraviesa, la

intensidad se retrasa respecto a la tensión , y además presentan una resistencia mayor al

paso de la corriente, que la que presentan en corriente continua.

Estos dos factores, retraso de intensidad y reactancia inductiva (resistencia al paso

de corriente alterna) deben ser tenidos en cuenta en el calculo, que difiere así del calculo de

los mismos en corriente continua.

Los solenoides acumulan energía eléctrica en forma de energía magnética en sus

núcleos ferromagnéticos, y la devuelven al circuito , pero con un retraso en la devolución

de energía eléctrica que origina los desfases entre la tensión y la intensidad (que se retrasa).

Esto origina sobrecargas de intensidad inútiles en la red de transporte, obligando a

secciones mayores en los conductores.

Además, pueden originar por autoinducción sobre tensiones transitorias de miles de

voltios, si se intenta cortar la tensión de alimentación bruscamente sin los dispositivos

adecuados .Estas sobre tensiones, pueden provocar arcos eléctricos en contactos y perforar

aislantes de condensadores y conductores del circuito.

 

AUTOINDUCCIÓN

Cuando se varia la intensidad que atraviesa una inductancia (que es una bobina con

o sin núcleo de hierro), esta bobina produce una fuerza electromotriz E instantánea que es

proporcional a la variación de intensidad i por unidad de tiempo. La magnitud

constante L es la autoinducción de la bobina

 

E = - L di/dt

 

y cuyo sentido (signo menos) es tal que intenta anular la variación de campo que

produce la variación de intensidad. Si la intensidad aumenta, la E intenta crear un campo

decreciente, y si i disminuye, un campo creciente. Se puede decir que "la inductancia se

opone a las variaciones de intensidad que la recorren", (actúa como una masa inercial en

mecánica frente a las fuerzas que intentan acelerarla)

 

Page 15: Concepto de Corriente Alterna

La unidad SI de inductancia es el Henrio, que es la inductancia de una bobina en

la que una variación de un amperio por segundo produce una fuerza electromotriz

inducida de un voltio.

Comprobación experimental del efecto de autoinducción

 

Inductancia en Corriente alterna

En corriente alterna , las maquinas generadoras, los transformadores, los motores y

otros receptores están constituidos por bobinas sobre núcleos ferromagnéticos, bobinas que

tienen un comportamiento en corriente alterna (C.A) distinto a su comportamiento en CC,

introduciendo un desfase entre la tensión en sus bornes y la intensidad que los atraviesa, la

Page 16: Concepto de Corriente Alterna

intensidad se retrasa respecto a la tensión , y además presentan una resistencia mayor al

paso de la corriente, que la que presentan en corriente continua.

Estos dos factores, retraso de intensidad y reactancia inductiva (resistencia al paso

de corriente alterna) deben ser tenidos en cuenta en el cálculo, que difiere así del cálculo de

los mismos en corriente continua.

Los solenoides acumulan energía eléctrica en forma de energía magnética en sus

núcleos ferromagnéticos, y la devuelven al circuito, pero con un retraso en la devolución de

energía eléctrica que origina los desfases entre la tensión y la intensidad (que se retrasa).

Esto origina sobrecargas de intensidad inútiles en la red de transporte, obligando a

secciones mayores en los conductores.

Además, pueden originar por autoinducción sobre tensiones transitorias de miles de

voltios, si se intenta cortar la tensión de alimentación bruscamente sin los dispositivos

adecuados .Estas sobre tensiones, pueden provocar arcos eléctricos en contactos y perforar

aislantes de condensadores y conductores del circuito.

CIRCUITO CON INDUCTANCIA Y RESISTENCIA

Las inductancias puras L no existen en la práctica, puesto que todas tienen una

resistencia eléctrica R en su devanado, así que podemos representar un circuito en serie

formado por la inductancia y su resistencia óhmica. A este circuito le conectamos una

fuente de tensión constante E.

Page 17: Concepto de Corriente Alterna

Circuito con resistencia e inductancia

L di/dt + Ri = E

Resolviendo la ecuación diferencial y llamando a la intensidad final i0

i=i0 ( 1 - e- R/ L t )

 

El termino R/L representa el tiempo que tarda en alcanzar la intensidad el valor

del 63,3% del valor final de régimen y se llama constante de tiempo

 

Fase de carga de una inductancia y constante de tiempo

 

Consideremos ahora una inductancia pura conectada a una fuente de corriente

alterna

 

 

U = UM sen wt

UM sen wt = L di/dt

E integrando la expresión, y haciendo que IM = UM / Lw

Page 18: Concepto de Corriente Alterna

i = IM Sen (wt - p/2) = UM / Lw Sen (wt - p/2)

Donde observamos:

1-Que la inductancia se comporta como una resistencia de valor Lw (Ohmios) y a

este valor lo denominamos reactancia inductiva

2-Que hay un desfase en retraso de 90º (p/2) de la intensidad respecto a la

tensión

La reactancia inductiva pura no crea sin embargo efecto Joule, no se calienta, solo

impide el paso de la corriente y la retrasa respecto a la tensión.

Como quiera que Lw es solo proporcional a la velocidad angular,( o sea también a

la frecuencia), la reactancia inductiva aumenta proporcionalmente a la frecuencia, lo que

significa que las inductancias presentan cada vez más oposición al paso de corriente según

aumenta la frecuencia de la fuente, y de ahí su empleo para filtros en los que se pretenda

eliminar las frecuencias altas en un circuito.

 

Las reactancias reales sí se calientan, debido al :

1)calentamiento por efecto Joule de las espiras de su devanado,

2) las perdidas por corrientes de Foucault de su núcleo, y

3) a las perdidas por histéresis también en dicho núcleo.

Las pérdidas en el núcleo calientan dicho núcleo, calor que se transmite por

conducción al devanado, el cual también se calienta independientemente por la resistencia

óhmica de sus espiras.

CORRIENTES DE FOUCAULT

Las maquinas eléctricas están construidas con núcleos ferromagnéticos

(generalmente de hierro aleado con algo de silicio) , núcleos que conducen el flujo

magnético. Al variar el flujo que conducen esos núcleos, que son también conductores

eléctricos, se inducen en él corrientes de tipo circular que lo calientan por efecto Joule,

y disminuyen así el rendimiento eléctrico de la máquina.

Page 19: Concepto de Corriente Alterna

Para minimizar este efecto se construyen los núcleos por apilamiento de chapas

finas del acero antedicho, chapas que están aisladas entre si . Esta disposición constriñe o

reduce el espacio disponible por las corrientes parásitas para circular, al cortar sus líneas

naturales de corriente, y se minimizan así las pérdidas eléctricas por este fenómeno.

Núcleos magnéticos de chapa laminada

 

Estas corrientes inducidas, que están siempre presentes en los núcleos, se

denominan corrientes de Foucault, o corrientes parásitas, ya que consumen inútilmente

energía del circuito electromagnético disminuyendo así la eficiencia de la máquina.

Es posible demostrar matemáticamente y experimentalmente, que la

potencia P perdida en una chapa de espesor e que está atravesada por una inducción

máxima B, de una frecuencia f, y cuya conductividad eléctrica es r, es aproximadamente:

P = p2 e2 B2 f2 / 6 r

( P en w/m3, r en W /m, B en Teslas , e en metros , f en Hz )

De esta fórmula se deduce:

1-Interés de hacer las chapas de pequeño espesor y

2-Emplear chapa de alta resistividad ( de ahí 

la aleación con el Si, mal conductor)

Aunque en general son un efecto a evitar, existen algunas aplicaciones prácticas de

las corrientes parásitas.

Podemos citar los hornos de inducción para fusión de metales , los calentadores de

inducción en cocinado de alimentos, los frenos de corrientes parásitas, para frenado de

vehículos industriales en automoción y los dinamómetros de absorción de corrientes

Page 20: Concepto de Corriente Alterna

parásitas, para medición y ensayo de alta precisión de la potencia y el par de los motores

térmicos y eléctricos.

CONDENSADORES, CAPACIDAD

Esencialmente, un condensador real puede asimilarse a dos superficies conductoras

paralelas y separadas por un aislante o dieléctrico, de espesor pequeño respecto a la

magnitud de las superficies.

Componentes funcionales en un condensador

Cuando se conectan esas superficies conductoras a los dos polos de un generador de

tensión U, acumulan por efecto electrostático una cierta cantidad de carga eléctrica Q de

signo opuesto en cada superficie.

Se define la capacidad como la carga que acumulan por unidad de tensión aplicada a

sus armaduras.

C = Q / U

(Q culombios, U voltios)

La capacidad se mide en Faradios. Un Faradio es la capacidad de un condensador

que acumula un culombio por cada voltio aplicado a sus armaduras. Esta unidad en la

práctica es muy grande, por lo que la capacidad normalmente se mide en microfaradios : 1

µ F = 10-6 F.

Los condensadores revisten una gran importancia en circuitos electrónicos, pero en

electrotecnia de redes de corriente alterna sus aplicaciones son menores, siendo su mayor

empleo como correctores del factor de potencia, ya que la mayoría de los generadores y

receptores son de carácter inductivo, y los condensadores pueden corregir este defecto de

retraso entre la intensidad y la tensión, que sobrecarga las redes.

 

CIRCUITO CON CONDENSADOR Y RESISTENCIA

Page 21: Concepto de Corriente Alterna

Análogamente a como vimos en los en las inductancias, cuando se conecta una

fuente de tensión continua a un condensador a través de una resistencia, éste tarda un cierto

tiempo en cargarse. El tiempo que tarda el condensador en alcanzar el 63% de la tensión

de la fuente se denomina constante de tiempo t

t = C R

 t en segundos, C en Faradios, R en Ohmios)

si se conectase el condensador a una fuente de corriente alterna de tensión

u = UM sen wt , y teniendo en cuenta que en cada instante q = C u:

i = dq / dt = C du /dt = C w UM cos wt = C w UM sen (wt + p/2)

Si hacemos Xc = 1 / Cw,

i Xc = UM sen (wt + p/2)

Observamos dos importantes aspectos del condensador:

1-la intensidad va adelantada p/2 radianes (90º) respecto a la tensión

2-Se comporta a efectos de permitir el paso de la corriente como una resistencia de

valor 1 / Cw (Ohmios) y a este valor se denomina reactancia capacitiva

Se observa pues, el efecto inverso de una inductancia, la inductancia retrasa la

intensidad respecto a la tensión aplicada, y el condensador la adelanta. De ahí su interés

como corrector de estos desfases introducidos por las inductancias.

REPRESENTACIÓN VECTORIAL, IMPEDANCIA

En la práctica todo receptor tiene al mismo tiempo, y en mayor o menor grado,

resistencia, inductancia, y capacidad.

Page 22: Concepto de Corriente Alterna

impedancia de un circuito real

 

Si representamos en un eje de coordenadas y como vectores:

1) la tensión en la inductancia, Lw I adelantada 90º respecto a la intensidad I

2) la tensión en la capacidad, I / Cw retrasada 90º respecto a la intensidad

3) la tensión en la resistencia, RI en fase con la intensidad

Composición vectorial de caídas de tensión y

Factor de potencia

 

La suma vectorial permite determinar la magnitud I y ángulo de desfase j de la

intensidad en función de la tensión.

tg j = (Lw-1/ Cw) / R = reactancia / resistencia

I = U / Z

en donde Z, que denominamos impedancia es:

Z = ( R2 + (Lw – 1/wC)2 )1/2 (ohmios)

En la practica industrial las reactancias capacitivas son generalmente despreciables.

Los receptores se comportan casi siempre como inductancias no puras (dotadas de

resistencia) .

Page 23: Concepto de Corriente Alterna

Al valor Cos j se le denomina factor de potencia y cuanto menor es, más inductivo

es el circuito y más retrasada está la intensidad respecto a la tensión.

ENERGIA ACUMULADA EN REACTANCIAS Y CONDENSADORES

1.-Las resistencias eléctricas no pueden acumular energía, así que cuando

desaparece la tensión que las alimenta quedan sin energía potencial eléctrica alguna.

2.-Las reactancias inductivas acumulan energía electromagnética en su núcleo, y

cuando están recorridas por una intensidad I es fácil demostrar que la energía acumulada es

:

Wx = ½ L I2

(L en Henrios, I amperios. Wx en julios)

3.-Los condensadores acumulan energía electrostática en sus armaduras y

dieléctrico. Cuando están sometidos a una tensión U

Wc = ½ CU2

(C en Faradios, U voltios Wc julios)

CONCLUSION

La corriente alterna es una forma de energía eléctrica ampliamente utilizada en todo

el mundo. La energía eléctrica que se usa en todo el mundo es normalmente de C.A tiene la

particularidad de ser generada en grandes cantidades y bajo costo y además por su facilidad

de transporte, por lo general no es importante considerar su polaridad, se dispone de ella

Page 24: Concepto de Corriente Alterna

con solo tener una toma corriente (contacto). Sus valores de tensión y corriente pueden

variarse fácilmente con los transformadores, siendo transportada por cables de alta tensión

a 13200 V. y con una I baja de alrededor de 3 a 4 A., para después ser transformada a 380

V. con una I de 118 A. aproximadamente.

Se puede definir a la corriente alterna como aquella forma de energía eléctrica la

cual es originada por el constante movimiento de electrones los cuales aumentan y

disminuyen su circulación en velocidad y sentido constantemente y en forma periódica es

decir, van y vienen por un conductor periódicamente, considerando un punto de referencia

se dice que cuando los electrones van (se alejan) el sentido de la señal es positiva, llegando

al lugar más alejado se detiene y entonces la señal se hace cero, cuando vienen (se alejan) el

sentido de la señal es negativo hasta llegar al punto de origen deteniéndose otra vez y

siendo cero la señal y así sucesivamente.