CORRIENTE ALTERNA

CORRIENTE ALTERNA

Producción y circuitos elementales

RR.R.Tinivella - Corriente alterna 2

GENERACION


RECTIFICACION


CONVERSIÓN

• Es la transformación de corriente continua en alterna


Ventaja de la corriente alterna

• La ventaja fundamental desde e punto de vista económico es que se puede transformar,

pasando de alta tensión y bajas corrientes a baja tensión y alta corriente apara la misma potencia.


Desventajas de la corriente alterna

• Los conductores tienden a conducir más superficialmente a medida que la frecuencia de la

corriente aumenta (efecto skin o pelicular).

• Se elige CC para el transporte de energía a distancias muy grandes con temperaturas muy

bajas


Desventajas de la corriente alterna

• La administración de cargas (generación y consumo) es más complicada pues las conexiones

entre líneas deben coincidir en:

tensión

frecuencia

fase


Vector rotatorio o fasor


Malla resistiva

0

0

( )

( )

R

R

Ri V sen t

Vi sen t

R


Potencia disipada - valores eficaces

C u a n d o c i r c u l a c o r r i e n te p o r u n a r e s i s te n c i a s e d i s i p a e n e l l a u n a p o te n c i a ( d e b i d o a l e f e c toJ o u l e ) d a d a p o r

2 22 20( )

( ) ( ) ( ) ( ) ( )v t V

P t v t i t i t R s e n tR R

E l p r o m e d i o d e l a p o te n c i a d i s i p a d a e n u n p e r í o d o e s2 2 2

2 20 0 0

0 0

1 1 2( ) ( )

2

T TV V t VP s e n t d t s e n d t

R T R T T R

l o q u e s e r í a i g u a l a

0 0 0 0

2 2 2 2RV V V I

PR


Tensión e intensidad de corriente eficaces(forma de onda senoidal)

0

0

2

2

eficaz

eficaz

VV

II


Malla capacitiva

0

0 0

( ) ( )

( )( ) cos( ) ( )

2

Cq t CV CV sen t

dq ti t CV t CV sen t

dt


Malla inductiva

0

0

0 0

( )( ) 0

( )( )

( ) cos( ) ( )2

di tL V sen tdt

di t Vsen t

dt LV V

i t t sen tL L


Resistencia y reactancias

E n u na r e s i s te nc i a te ne m o s

0

0

( ) ( )

( ) ( )

R

R

v t V s e n t

Vi t s e n t

R

e n u na c a p a c i d a d te ne m o s

0

00

( ) ( )

( ) ( ) ( )12 2

C

C

v t V s e n t

Vi t C V s e n t s e n t

C

y e n u na i nd uc ta nc i a ,

0

0

( ) ( )

( ) ( )2

L

L

v t V s e n t

Vi t s e n t

L


REACTANCIAS

• REACTANCIA CAPACITIVA

• REACTANCIA INDUCTIVA

1CX j C

LX j L


Impedancia compleja

1Z R j L

C

2

22 2 1L CZ R X X R L

C

cos

L CX X Xarctg arctg

R RR

Z


Diagrama de impedancia

XL

R X=Xl-XC Z

XC

cos

L CX X Xarctg arctg

R RR

Z


SUSCEPTACIA Y REACTANCIA

• SE LLAMA SUSCEPTANCIA A LA INVERSA DE LA REACTANCIA.

• SE LLAMA ADMITANCIA A LA INVERSA DE LA IMPEDANCIA.


Corrientes máximas (o de pico)

S i l a t e n s i ó n m á x i m a e s 0V , l a c o r r i e n t e m á x i m a s o b r e l ar e s i s t e n c i a e s

00R

VI

R

, s o b r e l a c a p a c i d a d

00 0C

C

VI j C V

X

y s o b r e l a i n d u c t a n c i a

0 00L

V VI j

j L L


Preste atención a las escalas

Téngase en cuenta que la magnitud relativa de los vectores tensión y corriente graficadosdepende de las escalas tomadas para cada magnitud.

IC0

VR0 IR0

IL0


Resonancia LC serie

21 1L

C LCV

IR


Resonancia LC paralela

• La tensión sobre los componentes es la misma

IC

VR IR

IL

21 1;

VL I

C LC R


0 20 40 60 80 100

-20000

-15000

-10000

-5000

0

5000

10000

15000

20000

0 20 40 60 80 100

-20000

-15000

-10000

-5000

0

5000

10000

15000

20000

XC, C=5 F XL, L=60 H Z R= 10 k

Impe

danc

ias


RLC EN SERIE


CIRCUITOS EN SERIE

• Si se conectan impedancias en serie, serán recorridas por la misma corriente instantánea, y la tensión total sobre la serie será la suma fasorial

de las tensiones (voltajes) sobre cada una de ellas.

• O sea, tendremos un único fasor intensidad de corriente, y un fasor tensión por cada

impedancia componente.


CIRCUITOS EN PARALELO

• Si se conectan impedancias en paralelo estarán sometidas a la misma tensión y los fasores

intensidad de corriente, sumados fasorialmente darán el fasor intensidad de corriente total.


CIRCUITOS EN SERIE Y EN PARALELO

• EN UNA CONEXIÓN EN SERIE LA IMPEDANCIA TOTAL ES LA SUMA DE LAS IMPEDANCIAS

INDIVIDUALES (SUMA FASORIAL).

• EN UNA CONEXIÓN EN PARALELO LA ADMITANCIA TOTAL ES LA SUMA DE LAS

ADMITANCIAS INDIVIDUALES (SUMA FASORIAL).

• Es decir, es lo mismo que sucede en corriente continua con las resistencias y conductancias.


Las 3 potencias en CA

• Potencia aparente [en V.A]

• Potencia activa [en W ]

• Potencia reactiva [en W ]

P V I

cos( )P V I

( )P V I sen

I

IR

IXφ

V


Factor de potencia en CA

• Un factor de potencia inductivo muy bajo hace que los proveedores de energía cobren una

MULTA.

• En caso de factor de potencia bajo capacitivo discuten la situación con el cliente.


Valor eficaz ; valor eficaz verdadero

• Valor eficaz = RMS (root mean square): el valor informado es correcto sólo si la corriente es

senoidal. (por ej. Se rectifica en onda completa y se multiplica por 1.11).

• Valor eficaz verdadero = TRMS (true mean root square): se integra y el valor es correcto para

cualquier forma de onda.


Instrumentos de hierro móvil

• Un elemento ferromagnético se mueve contra un resorte en el campo de bobinas alimentadas con

la corriente a medir.

• La escala (no lineal, se calibra en valor eficaz para corriente senoidal en un rango de frecuencia

específico).


Instrumentos de bobina móvil (con rectificación)

• Rectifican y miden el valor medio, y se modifica la escala a valor eficaz, asumiendo corriente

senoidal


osciloscopios

• permiten visualizar directamente la forma de onda. Instrumentos modernos (generalmente

digitales) cuentan con la posibilidad de procesar la información de diferentes maneras, analizando

valores de pico, fases y TRMS.


rectificación y medición en corriente continua

• Los instrumentos de baja y media calidad rectifican la corriente y estiman el valor eficaz

suponiendo que es senoidal. Suelen medir hasta sólo 500 Hz.


Integración y valor eficaz verdadero

• Instrumentos de buena calidad (por. ej. digitales de 4,5 dígitos o más) integran la corriente e

informan TRMS.

• Existen equipos para frecuencias altas.


Medición en corriente alterna

• a) instrumentos de hierro móvil

• b) instrumentos de bobina móvil con rectificación.

• c) osciloscopios

• d) rectificación y medición en corriente continua

• e) integración

• f) electrodinámicos

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