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JOSE FELIX DE RESTREPO

GUIA DE APRENDIZAJE No. 8

ASIGNATURATECNOLOGÍA EINFORMÁTICA

Grado XI

II PERIODO

VOLTAJE ALTERNO

Se llama voltaje alterno a aquel que varía periódicamente en magnitud y

dirección; este comportamiento se puede visualizar si observamos la función

matemática seno(es decir, el voltaje alterno se comporta como una onda):

Figura 1. Fuente: tomada de https://www.google.com.co/search?q=funcion+seno+imagen&biw=1242&bih=606&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=fO1XVZniMsKANuCrgYAC&ved=0CC8Q7Ak.

Y la f.e.m. (fuerza electromotriz) alterna se produce a la salida de los

generadores en las centrales de energía, y si allí conectásemos una carga

eléctrica, se producen las Corrientes Alternas (A.C. por sus siglas del inglés

Alternating Current). Esto sucede por el giro del generador en las centrales de

energía (recordemos que el generador es una máquina que gira porque algo lo

está moviendo, ese algo en el caso del caso hidroeléctrico es la turbina de

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agua) que cuando lo hace genera diversos valores de f.e.m. iniciando

obviamente desde cero.

Figura 2. Fuente: tomada de https://www.google.com.co/search?q=imagen+de+generacion+de+corriente+alterna&biw=1242&bih=566&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=3gRYVdbBKIaWNoqfgZgC&ved=0CDIQ7Ak.

La Figura 2 muestra de manera didáctica los componentes presentes en la

generación de f.e.m. alterna: hay una espira rotando que representa al

bobinado del generador y lo hace cuando la mano le dé vueltas a la palanca(es

decir, cuando se produzca la entrada de energía mecánica situación que se da

en la central, cuando la turbina mueve al bobinado del generador). El

bobinado al girar “corta” las líneas de campo del imán (N-S), es decir, cambia

el campo magnético y el resultado es la generación de f.e.m. alterna que

enciende el bombillo. Con esta información podemos ya escribir cuales son

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los elementos básicos para que un generador produzca lo que se espera de el:

f.e.m. alterna.

En nuestras casas tenemos voltaje alterno con valor 110 o 120 voltios, valor

que puede ser medido por un tester, pero eso no significa que sea un valor

constante; porque recordemos porque la llaman alterna: ella está cambiando

todo el tiempo. El valor 110 o 120 voltios resulta de un promedio matemático

llamado valor cuadrático medio (r.m.s. por sus siglas del inglés root mean

square) y que lo llaman también valor eficaz. El valor r.m.s. es similar a que si

Estuviésemos hablando de corriente continua porque nos están hablando de un

valor constante: 110 o 120 voltios pero ya vemos que no es así.

Veamos la relación que hay entre el valor de voltaje r.m.s. o eficaz y el valor

de voltaje máximo o pico que muestra la figura 1(el valor máximo es el punto

más alto de la onda):

Ve: valor eficaz o r.m.s.Vm: valor máximo o pico

Vm = Ve x 1.41

Volviendo a la figura 2 se tiene una espira que gira con velocidad en un

campo magnético (recuerde que allí hay un imán), y al girar la espira, el flujo

magnético que la atraviesa cambia de valor aumentando y disminuyendo, y

cambiando de sentido periódicamente. De esta forma se produce en la espira

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una f.e.m. que también cambia, aumentando y disminuyendo de valor y

también cambiando de sentido.

También de la Figura 1 podemos agregar que un ciclo completo va de 0 a 360

grados y que esto constituye un Periodo, el cual no es otra cosa que el tiempo

que se demora la onda en realizar un ciclo. Como el tiempo se toma en

segundos decimos que el Periodo son los segundos que se demora la onda en

realizar un ciclo lo que se expresa así:

Periodo = segundos/ ciclo; o simplemente segundos

Y si invertimos el Periodo obtenemos la Frecuencia:

Frecuencia = ciclos / segundo o también llamado hertz.

Por ejemplo nuestra red de energía tiene una frecuencia de 60 hertz o lo que es

lo mismo 60 ciclos por segundo, esto es, 60 ondas completas en un segundo.

En realidad 60 hertz es una frecuencia baja porque en radioelectricidad se

habla de frecuencias altísimas que son aquellas que viajan sin necesidad de

cables, es decir, se radian al espacio: la luz, las ondas de TV, las ondas AM,

las ondas FM, las señales de teléfonos celulares, las ondas satelitales, radares,

etc.

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VOLTAJE POLIFÁSICO (trifásico).

De importancia industrial son los voltajes alternos trifásicos y para ello nos

referimos a la figura 1, pero pensando en que se tienen allí tres espiras, que al

girar en el campo magnético se inducen 3 f.e.m. que difieren entre si en 120

grados, es decir, su desfase es 120 grados entre si:

Figura 3. Tomada de https://www.google.com.co/search?q=imagen+de+voltajes+trifasicos&espv=2&biw=1242&bih=606&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=d21aVazsCaW1sQS9lYLgAQ&ved=0CC8Q7Ak.

Taller.

1. Represente con un dibujo la manera como se comporta el voltaje alterno2. ¿Porque se produce una f.e.m. alterna?3. ¿Y la corriente alterna en que momento sucede?4. ¿qué hace funcionar a un generador de energía?5. Con los elementos básicos del generador describa su funcionamiento6. ¿Si el voltaje alterno cambia de valor todo el tiempo porque se habla de 120 voltios?7. ¿Cuál es el voltaje r.m.s. o voltaje eficaz?

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8. ¿Cuál es el voltaje pico o máximo?9. ¿Cuál ecuación relaciona el voltaje máximo y el voltaje eficaz?10. Si tengo un voltaje máximo de 155 voltios. ¿Cuál es el voltaje eficaz?11. ¿Porque la f.e.m. producida en un generador cambia constantemente?12. ¿Que es un periodo?13¿Que es la frecuencia?14. ¿En general como se produce el voltaje alterno trifásico?15. Si tenemos una frecuencia de 60 hertz, ¿cuál es el periodo de esta señal?16. Se tiene un enlace de comunicaciones a 30 Ghz, ¿Cuál es el periodo de esta señal?17. Se tiene una comunicación satelital con una señal que tiene un periodo de 0.33 x 10-9 segundos ¿Cuál es la frecuencia de esta señal?

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