Apuntes de electrotecnia

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APUNTES DE ELECTROTECNIA.

ANALISIS DE CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA
I.1. Introducción. I.1.1 Ley de Ohm. I.1.2 Circuitos eléctricos. I.1.3 Leyes de Kirchhoff. I.2 Capacitores e Inductores. I.3 Reactancias e Impedancias.

I.1 INTRODUCCIÓN
Corriente alterna: la corriente alterna, denominada normalmente ac, es la que se obtiene de una máquina rotatoria llamada alternador o generador de ac.La teoría de esta máquina se basa también en el principio de la inducción electromagnética y se describe en las secciones siguientes. Del orden del 90 por 100 de la energía eléctrica se genera como corriente alterna, y de aquí que la mayoría de los sistemas de energía sean de este tipo. Las características de los circuitos de ac difieren en algunos aspectos de 1as de los sistemas de dc. Unacorriente alterna es aquella que continuamente y a intervalos regulares cambia en magnitud y alterna en sentido o polaridad. Voltaje de los sistemas de CA: el transformador: El voltaje que generan los alternadores de las grandes plantas de energía modernas es mayor que el voltaje suministrado a las casas; no es raro que sea del orden de 16,600 V. este voltaje tan alto aumenta el rendimiento para lascompañías de energía, pero es necesaria su reducción antes de conectarlo a las casas. El uso extensivo de los sistemas de ac se debe principalmente al la facilidad de subir o bajar el voltaje con un transformador. El funcionamiento de este aparato se basa también en el principio de la inducción electromagnética. Inducción Electromagnética Descubrimiento de Faraday: El funcionamiento de aparatos deenergía eléctrica tales como el generador de dc, el alternador y el transformador se basan en el principio de la inducción electromagnética. El descubrimiento de este principio se debe a Michael Faraday, quien, en 1831, encontró que, cuando un conductor que formaba parte de un circuito cerrado se movía a través de un campo magnético, circulaba por él una corriente. El descubrimiento de Faraday sepuede comprobar moviendo un conductor a través del campo de un fuerte electroimán como lo muestra la figura 2.1. Si el conductor C se mueve hacia arriba a través del campo magnético, el movimiento dará lugar a que se induzca un voltaje en el conductor, y el galvanómetro G acusará la presencia del voltaje inducido. Este voltaje inducido se denomina fem inducida. Si se mantiene quieto el conductor enel campo magnético, el galvanómetro indicará un voltaje pero en sentido opuesto a cuando se movía hacia arriba. Si se mueve el conductor hacia los lados, esto es, paralelamente 1
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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL CENTRO DE ESTUDIOS CIENTIFICOS Y TECNOLOGICOS N º 8 “NARCISO BASSOLS GARCIA” APUNTES DE ELECTROTECNIA.

al campo de N a S, el galvanómetro indicará cero,mostrando que no se induce ningún voltaje. Al cambiar la polaridad del imán, esto es, al intercambiar la situación de los polos N y S, también se cambia el sentido de la indicación del galvanómetro.

Figura 2.1 Comprobación del descubrimiento de Faraday. El principio de la inducción electromagnética se puede resumir como sigue: siempre que haya un movimiento entre un conductor y un campo magnético,se inducirá una fem en el conductor; puede permanecer el campo magnético estacionario y el conductor moverse a través de él o bien permanecer el conductor estacionario y ser el campo magnético el que se mueva. Características de la corriente alterna. Grados eléctricos: en la figura 2.2 se muestra el voltaje de CA comenzando en cero voltios, aumentando en sentido positivo hasta un valor máximo a los90°, después bajando a cero a los 180°, donde cambia de polaridad, o alterna; volviendo después a aumentar hasta su valor máximo negativo a los 270° y bajando otra vez a cero a los 360°. Desde este punto continúa indefinidamente repitiendo este ciclo. Los grados mencionados se llaman grados eléctricos.

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